JP2020071273A - Image capturing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging device.
近年、ディジタルスチルカメラや撮像機能を有した多機能型携帯電話端末に搭載される撮像装置としての機能に対して、高画素化、高性能化、小型化が求められている。撮像装置としての機能の高性能化の一つとして、レンズの焦点位置を常時検出し、レンズを被写体光を集光する位置に高速に移動させる技術が知られている。 2. Description of the Related Art In recent years, there has been a demand for higher pixel count, higher performance, and smaller size as functions of an image pickup device mounted on a digital still camera or a multifunctional mobile phone terminal having an image pickup function. As one of the high performance functions of the image pickup apparatus, there is known a technique of constantly detecting the focal position of the lens and moving the lens to a position for condensing the subject light at high speed.
例えば、レンズを駆動するためのアクチュエータに、ホール素子などのレンズ位置検出のための素子を実装し、レンズの位置を外部に出力する技術が知られている。また、特許文献２には、レンズ位置を駆動するための励磁コイルと、動作するレンズ側に配置された検出コイルと、の平行移動での起電力の位相に基づきレンズの位置を検出する技術が開示されている。
For example, a technique is known in which an actuator for driving a lens is mounted with an element such as a hall element for detecting the lens position, and the position of the lens is output to the outside. Further,
しかしながら、特許文献１によれば、アクチュエータに対するホール素子の実装が必要であり、小型化が困難である。また、特許文献２は、小型化が可能である一方で、レンズの移動方向に対して平行に配置された検出コイルによりレンズ位置を検出する構造であるため、レンズを駆動するための励磁コイルがレンズの外側に、レンズの移動方向に対して垂直に配置される近年のアクチュエータ構造に適用することが困難である。
However, according to
本開示は、より小型化が可能な撮像装置を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide an image pickup device that can be further downsized.
上記目的を解決するために、本開示の撮像装置は、被写体からの光を集光するレンズを、第１の磁界に応じて、光の光軸方向に移動させると共に、レンズと共に移動する第１のコイルと、レンズを第２の磁界に応じて光軸に対して垂直の方向に移動させるための第２のコイルと、第１の磁界を検出するための第３のコイルと、を備え、第２のコイルと第３のコイルとが同一の基板に配置される。 In order to solve the above-described object, an imaging apparatus according to the present disclosure is configured to move a lens that collects light from a subject in the optical axis direction of the light according to a first magnetic field and move the lens together with the lens. And a second coil for moving the lens in a direction perpendicular to the optical axis according to the second magnetic field, and a third coil for detecting the first magnetic field, The second coil and the third coil are arranged on the same substrate.
以下、本開示の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the same parts will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
［第１の実施形態］
本開示の第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る撮像装置の一例の構成を示す図である。図１において、撮像装置１ａは、被写体からの光を集光するレンズ１０と、レンズ１０により集光された光が照射され、照射された光に応じた画素信号を出力する撮像素子２０と、を含む。撮像素子２０は、例えばＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサやＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサを適用できる。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an example of the image pickup apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, the
撮像装置１ａの用途は、特に限定されないが、多機能型携帯電話端末（スマートフォン）、タブレット型パーソナルコンピュータといった、携帯容易に構成された情報処理装置に適用することができる。
The use of the
撮像装置１ａは、レンズ１０と撮像素子２０との間に、赤外領域の光をカットする赤外光カットフィルタ１５が配置される。レンズ１０にて集光された被写体からの光は、赤外光カットフィルタ１５により赤外領域の波長成分をカットされて、撮像素子２０の受光面に照射される。
In the
撮像装置１ａは、レンズ１０を、レンズ１０に入射される光束の光軸方向に移動させると共に、光軸方向に対して垂直な面に移動させるためのアクチュエータ１３を備える。レンズ１０は、レンズ１０を内部に保持するレンズホルダ１１と一体的に構成され、レンズホルダ１１の側面に、オートフォーカスコイル１２（以下、ＡＦコイル１２）が設けられる。ＡＦコイル１２は、レンズホルダ１１の側面に、レンズ１０に入射される光束の光軸方向と垂直の方向に巻回されて設けられる。レンズホルダ１１は、ＯＩＳホルダ１３０内に、光軸方向に可動に格納される。ＯＩＳホルダ１３０は、スペーサ３０に対して、光軸方向と垂直の面内で移動可能に配置される。
The
以下、レンズ１０に入射される光束の光軸方向をＺ軸方向とし、当該光軸方向に垂直な面をＸＹ平面と呼ぶ。ＸＹ平面は、撮像素子２０の受光面に水平な面でもある。また、ＸＹ平面において直交する軸を、Ｘ軸およびＹ軸と呼ぶ。さらに、レンズ１０に対して光が入射される方向を上、レンズ１０から光が射出される方向を下とする。
Hereinafter, the optical axis direction of the light beam incident on the
アクチュエータ１３は、レンズ１０を移動させる構成を含む。例えば、アクチュエータ１３は、レンズ１０に設けられたＡＦコイル１２と、ＯＩＳホルダ１３０内に設けられるマグネット１４と、マグネット１４に作用してＯＩＳホルダ１３０を移動させるＯＩＳコイル３１と、を含む。アクチュエータ１３は、ボイスコイルモータ構造を有し、ＡＦコイル１２は、バネ（図示しない）によりＯＩＳホルダ１３０に支えられている構造とされている。ＡＦコイル１２に電流が流されると、マグネット１４の磁力との作用により、Ｚ軸方向に力が発生する。この発生された力で、レンズホルダ１１が保持しているレンズ１０が、Ｚ軸の正方向または負方向に移動され、レンズ１０と撮像素子２０との距離が変化する。このような仕組みにより、オートフォーカス（ＡＦ）が実現される。
The
撮像装置１ａは、撮像装置１ａの振動を検知する振動検知手段としてのジャイロセンサ２５を備える。また、撮像装置１ａは、アクチュエータ１３を外部から制御するためのオートフォーカス・ＯＩＳドライバ２４を備える。オートフォーカス・ＯＩＳドライバ２４は、アクチュエータ１３に対して、ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)により変調された信号（以下、ＰＷＭ信号）を出力する。ＰＷＭ信号はハイ（Ｈｉｇｈ）状態とロー（Ｌｏｗ）状態とが所定の周期で入れ替わる信号である。アクチュエータ１３において、ＡＦコイル１２がこのＰＷＭ信号により駆動され、レンズ１０をＺ軸方向に移動させる。
The
回路基板２１は、撮像素子２０が接着剤２２により接着されて固定的に配置されると共に、スペーサ３０が配置される。撮像素子２０は、回路基板２１に形成される回路パターンに対して、金属ワイヤ２３により電気的に接続される。回路基板２１に対して、さらに、上述したオートフォーカス・ＯＩＳドライバ２４およびジャイロセンサ２５と、記憶部２６と、コネクタ２７とが配置される。
In the
スペーサ３０は、上述したＯＩＳホルダ１３０（アクチュエータ１３）が配置される。このとき、ＯＩＳホルダ１３０は、スペーサ３０の上面をＸＹ平面内で移動可能に、スペーサ３０上に配置される。
The above-mentioned OIS holder 130 (actuator 13) is arranged on the
スペーサ３０のＯＩＳホルダ１３０側の面には、上述したＯＩＳコイル３１が配置されると共に、位置検出コイル３２が配置される。位置検出コイル３２は、例えば、ＡＦコイル１２にＰＷＭ信号による電流が流れることによりＡＦコイル１２により発生する磁界の変化に応じた誘導起電力により、電流を発生する。この位置検出コイル３２の誘導起電力により発生した電流に基づき、ＡＦコイル１２すなわちレンズ１０の位置を検出することができる。ＯＩＳコイル３１および位置検出コイル３２は、スペーサ３０の内部に埋め込まれてもよい。
The above-mentioned
オートフォーカス・ＯＩＳドライバ２４は、さらに、ＯＩＳコイル３１を駆動することで、レンズ１０のＸＹ平面上での位置を調整する。すなわち、オートフォーカス・ＯＩＳドライバ２４は、ＯＩＳコイル３１に対して電流を流すことで、マグネット１４の磁力との作用により、マグネット１４とＯＩＳコイル３１との間で、ＸＹ平面上での力を発生させることができる。これにより、レンズ１０が撮像素子２０の受光面と平行な面内で移動され、光学的手ブレ補正機能が実現される。この光学的手ブレ補正機能を実現するための機構を、ＯＩＳ(Optical Image Stabilizer)と呼ぶ。
The autofocus /
より具体的には、ＯＩＳは、撮像装置１ａの手ブレによる影響を低減するための補正を、光学系において処理するものである。ＯＩＳは、振動検知手段により撮像装置１ａにおける例えば撮像時の振動を感知し、振動の方向および量に応じて、レンズ１０のＸＹ平面上での位置を調整する。これに限らず、ＯＩＳは、振動に応じて撮像素子２０の位置を調整して実現してもよい。第１の実施形態では、ＯＩＳによりレンズ１０のＸＹ平面上での位置を調整することで、手ブレ補正を行うものとする。
More specifically, the OIS is an optical system that performs correction for reducing the influence of camera shake of the
記憶部２６は、例えば不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ：Electrically Erasable and Programmable Read-Only Memory）であって、撮像装置１ａのばらつきを補正するためのデータを予め記憶する。例えば、レンズ位置調整のための、位置検出コイル３２における誘導起電力による電力量は、アクチュエータ１３のＡＦコイル１２の巻き数やサイズ、位置検出コイル３２の形成状態などにより変化する。そのため、撮像装置１ａの製造時などに、位置検出コイル３２による誘導起電力のばらつきを予め計測しておく。そして、計測されたばらつきを調整するための調整値を、記憶部２６に予め記憶しておくことができる。このようにすることで、実制御時に、記憶部２６に記憶される調整値を用いて、個々の撮像装置１ａのばらつきを補正することができる。
The
コネクタ２７は、回路基板２１を介して撮像素子２０から供給された画素信号を、外部に出力するために設けられる。また、コネクタ２７は、オートフォーカス・ＯＩＳドライバ２４やジャイロセンサ２５、記憶部２６と外部との通信を行うための端子としても機能する。
The
図２は、第１の実施形態に係る撮像装置１ａの構造を説明するための一例の構造図である。なお、図２においては、回路基板２１と、撮像素子２０とが省略されている。図２において、撮像装置１ａは、スペーサ３０と、ＯＩＳホルダ１３０と、レンズ１０（レンズホルダ１１）とが、レンズ１０の中心をＺ軸方向に貫く中心線Ｃに合わせて組み合わされ、例えば全体がカバー１７で覆われて構成される。
FIG. 2 is a structural diagram of an example for explaining the structure of the
この例では、ＯＩＳホルダ１３０は、四隅にマグネット１４ａ、１４ｂ、１４ｃおよび１４ｄが埋め込まれる。レンズ１０（レンズホルダ１１）は、ＯＩＳホルダ１３０内を、矢印ＡＦZで示すように、Ｚ軸方向に上下に移動可能に構成される。
In this example, the
スペーサ３０の例えば上面に、４つのＯＩＳコイル３１ａ、３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄと、４つの位置検出コイル３２ａ、３２ｂ、３２ｃおよび３２ｄと、が配置される。ＯＩＳコイル３１ａ、３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄは、それぞれマグネット１４ａ、１４ｂ、１４ｃおよび１４ｄの位置に対応して、スペーサ３０の四隅に配置される。一方、位置検出コイル３２ａ、３２ｂ、３２ｃおよび３２ｄは、スペーサ３０を矩形と見做した場合の４辺に対応する位置に、それぞれ配置される。
Four OIS
なお、スペーサ３０の中央部には、撮像素子２０の大きさに応じた開口部３３が設けられる。
An
各ＯＩＳコイル３１ａ、３１ｂ、３１ｃおよび３１ｄに電流を流すことで、各マグネット１４ａ、１４ｂ、１４ｃおよび１４ｄの磁力との作用で、ＸＹ平面内においてＸ方向およびＹ方向に力が発生する。この発生した力により、ＯＩＳホルダ１３０が、図２に矢印ＯＩＳXおよびＯＩＳYで示されるように、ＸＹ平面内で移動される。ＯＩＳホルダ１３０の移動に応じて、ＯＩＳホルダ１３０に格納されるレンズ１０（レンズホルダ１１）がＸＹ平面内で移動される。このレンズ１０を、ＸＹ平面内において、手ブレなどによる外乱による影響を低減する方向に移動させることで、手ブレ補正を実現できる。
By passing a current through each
（第１の実施形態に係る位置検出）
次に、第１の実施形態に係る、レンズ１０（レンズホルダ１１）の位置を検出する位置検出処理について説明する。図３は、第１の実施形態に係る位置検出処理を説明するための図である。図３では、ＡＦコイル１２に発生する磁界による磁力線４０を示し、この磁力線４０に示される磁力の変化により位置検出コイル３２ａ、３２ｂ、３２ｃおよび３２ｄに発生する誘導起電力について説明する。
(Position detection according to the first embodiment)
Next, a position detection process for detecting the position of the lens 10 (lens holder 11) according to the first embodiment will be described. FIG. 3 is a diagram for explaining the position detection processing according to the first embodiment. FIG. 3 shows the
なお、以下では、説明のため、適宜、磁力線４０を磁界４０として記述する。
In the following, for the sake of explanation, the
ＡＦコイル１２に電流を流すことで、電流とマグネット１４ａ〜１４ｄの磁力との作用により、矢印ＡＦZに示されるように、ＡＦコイル１２がＺ軸方向に上下に移動する。このとき、ＡＦコイル１２に流す電流を、一定の電圧値を有する信号、すなわち、常時ハイ状態を維持している信号とした場合よりも、ＰＷＭ信号、すなわち、ハイ状態とロー状態とが所定の周期で入れ替わる信号とした方が、消費電力を低減させることができる。
By passing a current through the
そこで、消費電力を低減させるために、ＡＦコイル１２に供給する信号をＰＷＭ信号とした場合、ＡＦコイル１２により磁界４０が発生する。磁界４０は、例えば図３に点線の矢印にて示すように、ＡＦコイル１２の内部をＡＦコイル１２の巻回方向と垂直の方向に貫き、ＡＦコイル１２の外部において拡散しつつ巻回面を周回してＡＦコイル１２内部に戻る。図３の例では、ＡＦコイル１２に発生する磁界４０は、ＡＦコイル１２の上側から、位置検出コイル３２側に向かう方向に発生している。
Therefore, in order to reduce the power consumption, when the signal supplied to the
なお、磁界４０は、ＡＦコイル１２に流す電流の向きにより、図３に点線の矢印にて示した方向とは異なる方向に発生する。以下では、説明のため、図３に点線の矢印にて示した方向に磁界４０が発生する場合を例に挙げて説明を行う。
The
ＡＦコイル１２で発生した磁界４０は、撮像素子２０（図１参照）を透過する。このため、磁界４０が撮像素子２０で撮像される画像に影響を与えてしまうおそれがある。例えば、撮像素子２０において、磁界４０の影響を受けてノイズが発生し、そのノイズが混載された画素信号（画像）が、撮像素子２０から出力されてしまう可能性がある。
The
ＰＷＭ信号による駆動と撮像素子２０の駆動とを同期させ、撮像素子２０のノイズとなる駆動期間に磁界４０を発生させないようにすることで、撮像素子２０に対する磁界４０からのノイズの影響を軽減させることができる。このような同期により、磁界４０の影響が抑制された画素信号を、撮像装置１ａから出力することができる。
The influence of the noise from the
ＡＦコイル１２にＰＷＭ信号を供給することで発生する磁界４０は、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄにも到達する。この各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄに到達する磁界の強度を検出することで、レンズ１０（レンズホルダ１１）のＺ軸方向およびＸＹ平面における位置を検出することができる。
The
次に、第１の実施形態に係る、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄを用いたレンズ１０の位置検出機能について説明する。
Next, the position detecting function of the
図１〜図３に示したように、各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄと各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄは、有機基板などによるスペーサ３０の中に形成されている。ＰＷＭ信号による駆動でＡＦコイル１２で発生した磁界４０が透過可能な位置に各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄを設ける。これにより、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄに、磁界４０の変化に応じた誘導起電力が発生する。この誘導起電力の大きさに基づき、レンズ１０（レンズホルダ１１）のＺ軸方向、Ｘ軸方向とＹ軸方向における位置を検出することができる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the OIS coils 31a to 31d and the position detection coils 32a to 32d are formed in a
このように、レンズ１０（レンズホルダ１１）の位置を検出可能とすることで、高性能なレンズ駆動、すなわち手ブレ補正を実現することができる。 As described above, by making it possible to detect the position of the lens 10 (lens holder 11), it is possible to realize high-performance lens driving, that is, camera shake correction.
図３を参照し、スペーサ３０に対して、撮像素子２０の受光面と水平になる面（ＸＹ平面）に、ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄが設けられる。また、各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄと対向する位置に、マグネット１４ａ〜１４ｄがそれぞれ設けられる。さらに、各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄと重ならないように、スペーサ３０に対して位置検出コイル３２ａ〜３２ｄが設けられる。
With reference to FIG. 3, with respect to the
図４は、第１の実施形態に適用可能な各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの一例の配置を示す図である。図４では、スペーサ３０において各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄが配置されるＸＹ平面を示している。また、図４の例では、各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄが、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄと同一のＸＹ平面に配置されるものとして示されている。
FIG. 4 is a diagram showing an example arrangement of the position detection coils 32a to 32d applicable to the first embodiment. In FIG. 4, the XY plane in which the position detection coils 32a to 32d are arranged in the
ここでは、スペーサ３０が矩形であるものとする。図示は省略するが、レンズ１０は、例えば、手ブレの無い状態において、その中心をスペーサ３０の開口部３３の中心に合わせ、開口部３３の略全体を覆うように配置される。すなわち、スペーサ３０は、レンズ１０に対応する領域を含む矩形の形状として構成される。
Here, the
各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄは、スペーサ３０の上部に配置されるＯＩＳホルダ１３０内に設けられる各マグネット１４ａ〜１４ｄに対応する位置に配置される。図４の例では、各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄは、矩形のスペーサ３０の四隅に配置されている。
The OIS coils 31a to 31d are arranged at positions corresponding to the
各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄは、各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄに対して開口部３３（撮像素子２０）に近い位置に配置される。これは、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄがＡＦコイル１２の磁界４０の変化に応じた誘導起電力の検出を容易にするために、ＡＦコイル１２の下側に配置されることが好ましいためである。また、上述したように、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄは、各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄと重ならないように配置される。図４の例では、各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄが矩形であるスペーサ３０の四隅に配置されるのに対して、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄは、スペーサ３０の４辺に対応する位置に配置される。
The position detection coils 32a to 32d are arranged at positions close to the opening 33 (image pickup element 20) with respect to the OIS coils 31a to 31d. This is because each of the position detection coils 32a to 32d is preferably arranged below the
具体的には、図４において、位置検出コイル３２ａがスペーサ３０の下側の辺に対応する位置、位置検出コイル３２ｂがスペーサ３０の左側の辺に対応する位置、位置検出コイル３２ｃがスペーサ３０の上側の辺に対応する位置、位置検出コイル３２ｄがスペーサ３０の右側の辺に対応する位置、にそれぞれ配置されている。また、図４の例では、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄは、スペーサ３０の開口部３３に接近させて配置されている。
Specifically, in FIG. 4, the
このように、ＰＷＭ信号による駆動で発生した磁界４０に対して垂直方向に各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄを設けることにより、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄに、磁界４０により誘導起電力が発生する。各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄで発生した誘導起電力の大きさにより、レンズ１０（レンズホルダ１１）のＺ軸方向の位置、ならびに、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の位置（ＸＹ平面における位置）を検出することができる。
In this way, by providing the position detection coils 32a to 32d in the vertical direction with respect to the
各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄの中心と、各マグネット１４ａ〜１４ｄの中心と、は、レンズ１０が正常な位置に静止状態で位置している場合のレンズ１０の中心と、略一致している。一方、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄは、レンズ１０が正常な位置に静止状態で位置している場合のレンズ１０の中心に対して、左右上下対称ではなく、ずれた位置にあるように配置されている。
The centers of the OIS coils 31a to 31d and the centers of the
図４を用いて、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの配置について、より具体的に説明する。図４において、スペーサ３０におけるＸ軸方向の中心線ＸCと、Ｙ軸方向の中心線ＹCの交点に、レンズ正常な位置に静止状態で位置している場合のレンズ１０の中心が一致しているものとする。この場合において、互いに対向する辺に対応して設けられる、例えば位置検出コイル３２ａおよび３２ｃは、それぞれの中心が中心線ＸCおよびＹCの交点に対して点対称であって、且つ、中心線ＸCに一致しない位置に配置される。同様に、位置検出コイル３２ｂおよび３２ｄは、それぞれの中心が、当該交点に対して点対称であって、且つ、中心線ＹCに一致しない位置に配置される。
The arrangement of the position detection coils 32a to 32d will be described more specifically with reference to FIG. 4, the center line X C in the X-axis direction in the
このように、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｂを、スペーサ３０の各辺に対応する位置にそれぞれ配置することで、レンズ１０すなわちＡＦコイル１２のＺ軸方向、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の少なくとも１つの方向に対する位置を検出することができる。さらに、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄを、それぞれ対応する中心線ＸCおよびＹCに対して点対称の位置にずらして配置することで、レンズ１０のＸＹ平面に対する傾き角（チルト角）を検出することが可能である。
In this way, by arranging the position detection coils 32a to 32b at the positions corresponding to the respective sides of the
図５は、第１の実施形態に適用可能なスペーサ３０の一例の構造を示す図である。スペーサ３０を単一の有機基板により構成した場合、剛性が低い場合があり、撮像装置１ａの製造過程においてアクチュエータ１３搭載時にスペーサ３０の反りや撓み、歪みが発生する可能性がある。そのため、第１の実施形態では、図５に示されるように、スペーサ３０を、第１のスペーサ基板３０ａと、第２のスペーサ基板３０ｂと、を接続した２層構造として剛性を高めている。
FIG. 5 is a diagram showing a structure of an example of the
すなわち、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄは、形成される線幅に応じて誘導起電力を発生するが、剛性が低く、反りや撓み、歪みが発生する可能性がある。各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄにおける反り、撓み、歪みは、位置検出の精度に影響を与える。 That is, each of the position detection coils 32a to 32d generates an induced electromotive force according to the formed line width, but the rigidity is low, and warpage, bending, or distortion may occur. Warp, bending, and distortion in each of the position detection coils 32a to 32d affect the accuracy of position detection.
そこで、第１の実施形態では、剛性を高めるために、スペーサ３０を２層構造として、上側の第１のスペーサ基板３０ａを有機基板などを用いて構成し、当該第１のスペーサ基板３０ａの例えば上面に各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄと、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄと、を配置する。第１のスペーサ基板３０ａに対してさらに他の回路部品などを配置してもよい。一方、下側の第２のスペーサ基板３０ｂを、例えばセラミック材料などの剛性の高い材料で構成し、第１のスペーサ基板３０ａの下面と接続する。第２のスペーサ基板３０ｂの第１のスペーサ基板３０ａと接続される面と反対側の面が、回路基板２１に接続される。これにより、剛性が高く、かつ、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄにおける線幅などの設計の自由度が高いスペーサ３０の構造を実現できる。
Therefore, in the first embodiment, in order to increase the rigidity, the
なお、図５の例では、第１のスペーサ基板３０ａを上側に配置しているが、これはこの例に限定されない。例えば、第２のスペーサ基板３０ｂを上側に配置し、第１のスペーサ基板３０ａを下側に配置し、第１のスペーサ基板３０ａと回路基板２１とを接続するようにしてもよい。また、図５の例では、スペーサ３０を第１のスペーサ基板３０ａと第２のスペーサ基板３０ｂとの２層構造としているが、これはこの例に限定されず、スペーサ３０を３層以上の構造としてもよい。
Although the
第１の実施形態に係る撮像装置１ａでは、ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄと、位置検出コイル３２ａ〜３２ｄとを、同一の基板上に形成している。ここで、例えば、４つのＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄをスペーサ３０上にＳＭＴ(Surface Mount Technology)などの技術を用いて接合する場合について考える。この場合、ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄそれぞれの中心と、各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄに対応するマグネット１４ａ〜１４ｄの位置とがずれる可能性がある。このズレがある場合、ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄによるレンズ１０（レンズホルダ１１）の駆動を高精度に実行することが困難になる。
In the
これに対して、第１の実施形態では、基板上にＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄを形成しているため、実装の際の形成精度や位置精度による位置ズレが低減される。また、位置検出のための素子（ホール素子やコイル）を、上述のようにスペーサ３０上にＳＭＴ等の技術により接合した場合に、所望の位置に対するズレが発生する可能性があり、この場合、位置の検出精度が低下するおそれがある。第１の実施形態では、位置検出コイル３２ａ〜３２ｄを、上述のＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄと同一の基板（スペーサ３０）上に形成している。そのため、位置検出のための素子の位置ズレに伴う位置検出の精度の低下も低減できる。
On the other hand, in the first embodiment, since the OIS coils 31a to 31d are formed on the substrate, the positional deviation due to the forming accuracy and the positional accuracy at the time of mounting is reduced. Further, when an element for position detection (Hall element or coil) is joined on the
ここで、各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄおよび各位置検出コイル３２ａ〜３２ｂは、第１のスペーサ基板３０ａ上の回路パターンとして形成できる。この回路パターンは、エッチングなどにより形成してもよいし、印刷により形成することも可能である。
Here, each
例えば、位置検出コイル３２ａは、ループ状（螺旋状）の回路パターンにより形成できる。このとき、位置検出コイル３２ａを形成する回路パターンは、始点および終点を有し、この始点および終点が後述する検出回路に接続される。他の各位置検出コイル３２ｂ〜３２ｄも同様に、始点および終点を有し、この始点および終点が検出回路に接続される。さらに、各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄも、それぞれ始点および終点を有し、これら始点および終点がオートフォーカス・ＯＩＳドライバ２４に接続される。
For example, the
次に、位置検出コイル３２ａを例にとって、スペーサ３０における各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄおよび各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの構成について説明する。
Next, the configuration of the OIS coils 31a to 31d and the position detection coils 32a to 32d in the
ここで、スペーサ３０を１層構造とした場合について考える。この場合、位置検出コイル３２ａの始点は、例えば、位置検出コイル３２ａの外側に位置する点となり、終点は、位置検出コイル３２ａの内側（中央部分）になる。この位置検出コイル３２ａの中央部分にある終点から接続線を引き出す場合、形成されている位置検出コイル３２ａと重なる部分が無いように接続線を形成することは、困難である。位置検出コイル３２ａの始点と終点とを異なる面に形成することで、当該始点および終点それぞれから容易に接続線を引き出すことが可能となる。
Here, consider a case where the
第１の実施形態では、位置検出コイル３２ａが配置されるスペーサ３０を複数層で構成し、位置検出コイル３２ａの始点および終点を、異なる層に形成するようにしている。
In the first embodiment, the
図６Ａは、第１の実施形態に適用可能な２層構造によるスペーサ３０における位置検出コイル３２ａの構成の例を示す図である。図６Ａにおいて、スペーサ３０に対して、位置検出コイル３２ａが第１のスペーサ基板３０ａと第２のスペーサ基板３０ｂとに分離されて形成されている。これに限らず、位置検出コイル３２ａが第１のスペーサ基板３０ａの両面に分離されて形成されていてもよい。分離された各コイルは、全体として１つの位置検出コイル３２ａとして機能するように、位置を合わせて第１のスペーサ基板３０ａと第２のスペーサ基板３０ｂとに配置される。
FIG. 6A is a diagram showing an example of the configuration of the
位置検出コイル３２ａの始点３２ａ1が第１のスペーサ基板３０ａに形成され、始点３２ａ1に接続される回路パターンにより、第１のスペーサ基板３０ａ上で、外側から内側に向けたループによりコイルを形成する。このループの終端３２ａ2が、第１のスペーサ基板３０ａを介して、第２のスペーサ基板３０ｂのループの始端３２ａ3に接続される。第２のスペーサ基板３０ｂにおいて、始端３２ａ3から外側に向けたループによりコイルが形成され、ループの終わりで終点３２ａ4に接続される。
The
このような、２層構造のスペーサ３０に対する位置検出コイル３２ａの構成は、他の位置検出コイル３２ｂ〜３２ｄ、および、ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄに対しても同様に適用できる。
Such a configuration of the
図６Ｂは、第１の実施形態に適用可能な、スペーサ３０を３層構造とした例を示す図である。図６Ｂにおいて、スペーサ３０は、第１のスペーサ基板３０ａと、第２のスペーサ基板３０ｂと、これら第１のスペーサ基板３０ａおよび第２のスペーサ基板３０ｂの間に配置される第３のスペーサ基板３０ｃとの３層構造とされている。
FIG. 6B is a view showing an example applicable to the first embodiment, in which the
図６Ｂの例では、位置検出コイル３２ａの始点３２ａ10が第１のスペーサ基板３０ａに形成され、始点３２ａ10に接続される回路パターンにより、第１のスペーサ基板３０ａ上で、外側から内側に向けたループによりコイルを形成する。このループの終端３２ａ11が、第１のスペーサ基板３０ａおよび第３のスペーサ基板３０ｃを介して、第２のスペーサ基板３０ｂのループの始端３２ａ12に接続される。第２のスペーサ基板３０ｂにおいて、始端３２ａ12から外側に向けたループによりコイルが形成され、ループの終わりで終点３２ａ13に接続される。
In the example of FIG. 6B, the
図６Ｂの例では、第１のスペーサ基板３０ａ、第２のスペーサ基板３０ｂおよび第３のスペーサ基板３０ｃのうち、中間に位置する第３のスペーサ基板３０ｃに対して位置検出コイル３２ａを形成していない。第３のスペーサ基板３０ｃは、例えば撮像素子２０からの画素信号を外部に出力するための配線や回路を形成することができる。なお、第３のスペーサ基板３０ｃには、第１のスペーサ基板３０ａ上に形成されたコイルの終端３２ａ11と、第２のスペーサ基板３０ｂ上に形成されるコイルの始端３２ａ12とを接続する接続線が形成される。
In the example of FIG. 6B, among the
上述では、スペーサ３０を２層構造および３層構造とした例について説明したが、これはこの例に限定されない。すなわち、スペーサ３０を４層以上の構成とし、位置検出コイル３２ａを、例えば４層のうち３層以上に分割して形成することも可能である。
Although the
ここで、各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄは、それぞれ対応するマグネット１４ａ〜１４ｄの磁力に係るフレミングの左手の法則に従い、ＯＩＳホルダ１３０を駆動する。各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄの巻き数により決まるインダクタンスなどに基づき、各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄがＯＩＳホルダ１３０を駆動する駆動力が決定される。したがって、各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄの大きさ、巻き数、すなわち有機基板で形成される条件に応じて、スペーサ３０の層数が決まる。また、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄは、ＡＦコイル１２により発生する磁界４０の変化に応じた誘導起電力を有効に検出できるように、各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄと同様に、コイルの大きさ、巻き数が決定される。
Here, each of the OIS coils 31a to 31d drives the
このような位置検出コイル３２ａ〜３２ｄ（例えば位置検出コイル３２ａ）に、ＡＦコイル１２に電流が流れたときに発生する磁界４０が流れ込む。その結果、位置検出コイル３２ａに誘導起電力が発生する。発生する誘導起電力は、ファラデーの法則により求めることができる。
The
巻き数Ｎ（Ｎは１以上の整数）のコイルを貫く磁束が、時間Δｔ［ｓ］の間に磁束ΔΦ［Ｗｂ］だけ変化するとき、コイルに発生する誘導起電力Ｖ［Ｖ］は、次式（１）で表される。
Ｖ＝−Ｎ×ΔΦ／Δｔ …（１）
When the magnetic flux passing through the coil having the number of turns N (N is an integer of 1 or more) changes by the magnetic flux ΔΦ [Wb] during the time Δt [s], the induced electromotive force V [V] generated in the coil is It is represented by formula (1).
V = −N × ΔΦ / Δt (1)
式（１）から、巻き数Ｎが多くなれば、誘導起電力も大きくなることが分かる。ここで、上述したように、位置検出コイル３２ａをスペーサ３０の複数層にわたって形成することで、巻き数を増やすことができる。これにより、位置検出コイル３２ａで発生する誘導起電力を大きくすることができ、発生する誘導起電力を容易に検出可能な構成とすることができる。
From equation (1), it can be seen that as the number of turns N increases, the induced electromotive force also increases. Here, as described above, the number of turns can be increased by forming the
次に、上述した位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの出力に基づきレンズ１０（レンズホルダ１１）の位置を検出するための構成について説明する。図７は、第１の実施形態に適用可能な検出回路としての位置検出・制御部の一例の構成を示すブロック図である。図７において、位置検出・制御部５０は、それぞれ位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの数に応じた増幅器５１ａ、５１ｂ、５１ｃおよび５１ｄと、ＡＤ(Analog to Digital)変換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃおよび５２と、を含む。位置検出・制御部５０は、さらに、ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３と、駆動制御部５４と、を含む。
Next, a configuration for detecting the position of the lens 10 (lens holder 11) based on the outputs of the position detection coils 32a to 32d described above will be described. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an example of a position detection / control unit as a detection circuit applicable to the first embodiment. In FIG. 7, the position detection /
各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄは、ＡＦコイル１２に流れる電流に応じて発生した磁界４０の変化に応じた誘導起電力により発生した電流を出力する。各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄから出力された各電流は、各増幅器５１ａ〜５１ｄにそれぞれ供給される。各増幅器５１ａ〜５１ｄは、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄから供給された各電流を電圧に変換して増幅する。各増幅器５１ａ〜５１ｄで増幅された各電圧は、各ＡＤ変換器５２ａ〜５２ｄにより、それぞれディジタル値に変換される。各ＡＤ変換器５２ａ〜５２ｄにより変換された各ディジタル値は、ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３に供給される。
Each of the position detection coils 32a to 32d outputs a current generated by an induced electromotive force corresponding to a change in the
ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、各ＡＤ変換器５２ａ〜５２ｄから供給された各ディジタル値に基づき、レンズ１０（レンズホルダ１１）の位置およびチルト量を検出する。
The AF /
具体例は後述するが、ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、各ＡＤ変換器５２ａ〜５２ｄから供給された各ディジタル値、すなわち、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの出力電流に応じた各ディジタル値の積算値に基づきレンズ１０（レンズホルダ１１）のＺ軸方向の位置を検出できる。また、ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、各ディジタル値が所定の条件を満たしている場合に、各ＡＤ変換器５２ａ〜５２ｄから供給された各ディジタル値と、基準位置における各ディジタル値との差分に基づき、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の各チルト量を検出できる。
Although a specific example will be described later, the AF /
さらに、ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、Ｘ軸方向に対向する位置検出コイル３２ｂおよび３２ｄに対応する各ディジタル値、および、基準位置における各ディジタル値との差分と、Ｘ軸方向のチルト量と、に基づきレンズ１０（レンズホルダ１１）のＸ軸方向の位置を検出できる。さらにまた、ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、Ｙ軸方向に対向する位置検出コイル３２ａおよび３２ｃに対応する各ディジタル値、および、基準位置における各ディジタル値との差分と、Ｙ軸方向のチルト量と、に基づきレンズ１０（レンズホルダ１１）のＹ軸方向の位置を検出できる。
Further, the AF /
ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、各ＡＤ変換器５２ａ〜５２ｄから供給された各ディジタル値に基づき検出されたレンズ１０（レンズホルダ１１）の位置に基づき、レンズ１０（レンズホルダ１１）をＺ軸方向に駆動するためのＰＷＭ信号を生成することができる。ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、生成した駆動信号を、アクチュエータ１３に供給する。
The AF /
また、ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、各ＡＤ変換器５２ａ〜５２ｄから供給された各ディジタル値に基づき検出されたレンズ１０（レンズホルダ１１）の位置に基づき、レンズ１０（レンズホルダ１１）をＸＹ平面内で移動させるための駆動信号を生成することができる。ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、生成した駆動信号を、ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄに供給する。
Further, the AF /
駆動制御部５４は、ジャイロセンサ２５により振動が検知され手ブレが発生したとされると、Ｚ軸方向、ならびに、ＸＹ平面での補正が必要であるか否かを判定する。駆動制御部５４は、補正が必要であると判定した場合、すなわち、手ブレ補正によりレンズ１０（レンズホルダ１１）のＺ軸方向、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の移動が必要であると判定した場合、補正を実行するための動作を指示する制御信号を生成し、生成した制御信号をＡＦ・ＯＩＳ制御部５３に供給する。ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、この制御信号に応じて、ＡＦコイル１２を駆動するためのＰＷＭ信号や、各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄを駆動するための駆動信号を生成する。
When the vibration is detected by the
位置検出・制御部５０は、１つの集積回路として撮像装置１ａ内に搭載されてもよいし、撮像装置１ａ外に搭載されてもよい。また、集積回路ではなく、ＣＰＵ(Central Processing Unit)を動作させるためのプログラムとして実現してもよい。この場合、例えば撮像装置１ａが搭載される電子機器（ディジタルスチルカメラなど）に設けられる、当該電子機器の動作を制御するためのＣＰＵ上で動作するプログラムとして、当該電子機器のＲＯＭ(Read Only Memory)などに記憶させておくことが考えられる。
The position detection /
本開示では、ＡＦコイル１２の磁界の変化に応じた誘導起電力を検出する機能と、その誘導起電力によりレンズ１０のＺ軸方向の位置（レンズ１０の焦点）と、レンズ１０のＸＹ平面での位置と、を調整する機能を有する。そして、それらの機能を、上述したように、集積回路や、プログラムにて実現する場合に限らず、それ以外の手法において実現する場合も、本開示の範囲内とする。
In the present disclosure, the function of detecting an induced electromotive force according to a change in the magnetic field of the
次に、第１の実施形態に係る位置検出方法について、より具体的に説明する。ここでは、位置検出コイル３２ａ〜３２ｄのうち、ＸＹ平面におけるＸ軸方向の端にある位置検出コイル３２ｂを例にとって説明を行う。
Next, the position detection method according to the first embodiment will be described more specifically. Here, of the position detection coils 32a to 32d, the
例えば、外乱などの影響により、レンズ１０（レンズホルダ１１）がＸ軸方向に移動する場合について考える。この場合、レンズホルダ１１に設けられるＡＦコイル１２と位置検出コイル３２ｂとの間の距離が変化する。外乱の影響が大きい場合、この変化が大きくなる。ＡＦコイル１２に流れる電流により発生する磁界４０が位置検出コイル３２ｂに与える影響は、レンズ１０およびＡＦコイル１２と位置検出コイル３２ｂとの距離が小さいほど大きい。したがって、レンズ１０およびＡＦコイル１２が位置検出コイル３２ｂに近い位置にある場合、位置検出コイル３２ｂで発生する誘導起電力が大きくなる。一方、レンズ１０およびＡＦコイル１２が位置検出コイル３２ｂから遠い位置にある場合、位置検出コイル３２ｂで発生する誘導起電力が小さくなる。
For example, consider a case where the lens 10 (lens holder 11) moves in the X-axis direction due to the influence of disturbance or the like. In this case, the distance between the
図８は、第１の実施形態に適用可能な、レンズ１０の位置と、レンズ１０の位置に応じて位置検出コイル３２ａ〜３２ｄ（この例では位置検出コイル３２ａ）により発生する誘導起電力の関係の例を示すグラフである。
FIG. 8 is a relationship between the position of the
図８において、縦軸はレンズ１０（ＡＦコイル１２）の位置検出コイル３２ａに対する距離を、所定位置に対する相対的な値として示している。すなわち、図８における距離は、ＡＦコイル１２が位置検出コイル３２ａに対して所定位置よりも近い位置にある場合、負の値となり、遠い位置にある場合、正の値となる。横軸は、位置検出コイル３２ａにおいて誘導起電力により発生する電流値の例を示している。電流値は、所定の方向に流れる場合を「＋（プラス）」とし、その方向と逆向きに流れる場合を「−（マイナス）」としている。
In FIG. 8, the vertical axis represents the distance of the lens 10 (AF coil 12) to the
図８から、位置検出コイル３２ａにおいて発生する誘導起電力は、１次関数的に変化することが読み取れる。なお、図８において、電流値に対してＡＦコイル１２の位置が変化しない領域は、ＡＦコイル１２がそれ以上の移動が不可の位置にあることを示している。この領域を除けば、位置検出コイル３２ａにおいて発生する誘導起電力と、ＡＦコイル１２と位置検出コイル３２ａとの距離と、が１対１の関係にあることが分かる。
It can be seen from FIG. 8 that the induced electromotive force generated in the
ここで、ＡＦコイル１２は、レンズホルダ１１と共に移動し、レンズホルダ１１は、レンズ１０を保持している。したがって、上述の「位置検出コイル３２ａにおいて発生する誘導起電力と、ＡＦコイル１２と位置検出コイル３２ａとの距離と、が１対１の関係にある」は、当該誘導起電力とレンズ１０の位置とが１対１の関係にある、と読み替えることができる。これにより、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄにおいて誘導起電力により発生する電流を検出することで、レンズ１０の位置を検出することができる。
Here, the
このような関係を利用することで、例えば、ＡＦ・ＯＩＳ制御部部５３により、所望とされる位置Ｑにレンズ１０を移動させるための制御を行った後のレンズ１０の位置の位置Ｒを、位置検出・制御部５０により検出することができる。また、所望とされる位置Ｑと検出された位置Ｒにズレがある場合、そのズレ量を位置検出コイル３２ａ〜３２ｄから出力される電流により検出できる。この検出したズレ量に基づきレンズ１０の位置を補正し、レンズ１０を、所望とされる位置Ｑに移動させることができる。したがって、レンズ移動をより高精度に実現可能となる。
By using such a relationship, for example, the position R of the position of the
（レンズのＸＹ平面における位置検出）
次に、第１の実施形態に係るレンズ１０のＸＹ平面における位置検出について説明する。図９は、第１の実施形態に適用可能な、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄに対するＸ方向およびＹ方向の定義を示す図である。図９に示されるように、ＡＦコイル１２（レンズ１０）がスペーサ３０の中央部分に位置し、位置検出コイル３２ａおよび３２ｃがＹ軸方向に沿って対向して配置され、位置検出コイル３２ｂおよび３２ｄがＸ軸方向に沿って対向して配置されている。
(Position detection on XY plane of lens)
Next, position detection on the XY plane of the
図１０は、第１の実施形態に適用可能な、レンズ１０が例えば手ブレ補正によりＸＹ平面内で移動した場合の、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄにおける誘導起電力の遷移の例を示す図である。図１０において、グラフ３２０ａ（Ｘ）および３２０ａ（Ｙ）は、位置検出コイル３２ａにおける誘導起電力（出力電流）の遷移を示す。グラフ３２０ｂ（Ｘ）および３２０ｂ（Ｙ）は、位置検出コイル３２ｂにおける誘導起電力の遷移を示す。グラフ３２０ｃ（Ｘ）および３２０ｃ（Ｙ）は、位置検出コイル３２ｃにおける誘導起電力の遷移を示す。また、グラフ３２０ｄ（Ｘ）および３２０ｄ（Ｙ）は、位置検出コイル３２ｄにおける誘導起電力の遷移を示す。
FIG. 10 is a diagram showing an example of the transition of the induced electromotive force in each of the position detection coils 32a to 32d when the
図１０における各グラフ３２０ａ（Ｘ）、３２０ａ（Ｙ）、３２０ｂ（Ｘ）、３２０ｂ（Ｙ）、３２０ｃ（Ｘ）、３２０ｃ（Ｙ）、３２０ｄ（Ｘ）および３２０ｄ（Ｙ）は、上述した図９において、横方向をＸ軸方向とし、レンズ１０の中心を０としたとき、左側をマイナス方向（−Ｘ側）とし、右側をプラス方向（＋Ｘ側）とし、また、縦方向をＹ軸方向とし、上側をプラス方向（＋Ｙ側）とし、下側をマイナス方向（−Ｙ側）としたときに得られるグラフである。
Each
また、図１０における各グラフ３２０ａ（Ｘ）、３２０ａ（Ｙ）、３２０ｂ（Ｘ）、３２０ｂ（Ｙ）、３２０ｃ（Ｘ）、３２０ｃ（Ｙ）、３２０ｄ（Ｘ）および３２０ｄ（Ｙ）において、縦軸が位置検出コイル３２ａ〜３２ｄに発生する誘導起電力（電流値）を示す。また、横軸は、レンズ１０の位置を示す。この場合、各グラフ３２０ａ（Ｘ）、３２０ｂ（Ｘ）、３２０ｃ（Ｘ）および３２０ｄ（Ｘ）は、Ｘ方向の位置を示し、レンズ１０が−Ｘ側から＋Ｘ側に移動した場合の誘導起電力のグラフである。また、各グラフ３２０ａ（Ｙ）、３２０ｂ（Ｙ）、３２０ｃ（Ｙ）および３２０ｄ（Ｙ）は、Ｙ方向の位置を示し、レンズ１０がーＹ側から＋Ｙ側に移動した場合の誘導起電力のグラフである。
Further, in each
ＡＦコイル１２には、レンズ１０を所定の位置に留めておくために、常時、電流が流される。レンズ１０の位置に変化が無ければ、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄにおいて発生する誘導起電力にも変化が生じない。一方、例えば手ブレ補正などによりＡＦコイル１２すなわちレンズ１０が移動すると、ＡＦコイル１２と各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄとの間の距離が変化し、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄにおいて、距離の変化に基づく磁界４０の変化に応じて、誘導起電力が発生する。
A current is constantly applied to the
一例として、位置検出コイル３２ｂに係るグラフ３２０ｂ（Ｘ）および３２０ｂ（Ｙ）を参照すると、レンズ１０が−Ｘ側から＋Ｘ側に移動する場合、位置検出コイル３２ｂは、近付いていた状態から遠ざかる状態へと変化することになる。このような変化が起こる場合、グラフ３２０ｂ（Ｘ）に示したように、位置検出コイル３２ｂに発生する誘導起電力は、レンズ１０が−Ｘ側から＋Ｘ側に移動するのに伴い、徐々に小さくなる。
As an example, referring to the
一方、レンズ１０が−Ｙ側から＋Ｙ側に移動する場合、位置検出コイル３２ｂに発生する誘導起電力は、ほとんど変化しない。この場合、グラフ３２０ｂ（Ｙ）に示すように、位置検出コイル３２ｂに発生する誘導起電力は、レンズ１０が−Ｙ側から＋Ｙ側に移動してもほとんど変化はない。
On the other hand, when the
また、位置検出コイル３２ｄに係るグラフ３２０ｄ（Ｘ）および３２０ｄ（Ｙ）を参照すると、レンズ１０が−Ｘ側から＋Ｘ側に移動する場合、位置検出コイル３２ｄは、遠ざかっていた状態から近付いてくる状態へと変化することになる。このような変化が起こる場合、グラフ３２０ｄ（Ｘ）に示すように、位置検出コイル３２ｄに発生する誘導起電力は、レンズ１０が−Ｘ側から＋Ｘ側に移動するのに伴い、徐々に大きくなる。
Further, referring to the
一方、レンズ１０が−Ｙ側から＋Ｙ側に移動する場合、位置検出コイル３２ｄに発生する誘導起電力は、ほとんど変化しない。この場合、グラフ３２０ｄ（Ｙ）に示すように、位置検出コイル３２ｄに発生する誘導起電力は、レンズ１０が−Ｙ側から＋Ｙ側に移動してもほとんど変化はない。
On the other hand, when the
さらに、位置検出コイル３２ｃに係るグラフ３２０ｃ（Ｘ）および３２０ｃ（Ｙ）を参照すると、レンズ１０が−Ｘ側から＋Ｘ側に移動する場合、位置検出コイル３２ｃに発生する誘導起電力は、ほとんど変化がない。この場合、グラフ３２０ｃ（Ｘ）に示すように、位置検出コイル３２ｃに発生する誘導起電力は、レンズ１０が−Ｘ側から＋Ｘ側に移動してもほとんど変化はない。
Furthermore, referring to the
一方、レンズ１０が−Ｙ側から＋Ｙ側に移動する場合、位置検出コイル３２ｃは、遠ざかっていた状態から近付いてくる状態へと変化することになる。このような変化が起こる場合、グラフ３２０ｃ（Ｙ）に示すように、位置検出コイル３２ｃに発生する誘導起電力は、レンズ１０が−Ｙ側から＋Ｙ側に移動するのに伴い、徐々に大きくなる。
On the other hand, when the
さらにまた、位置検出コイル３２ａに係るグラフ３２０ａ（Ｘ）および３２０ａ（Ｙ）を参照すると、レンズ１０が−Ｘ側から＋Ｘ側に移動する場合、位置検出コイル３２ａに発生する誘導起電力は、ほとんど変化がない。この場合、グラフ３２０ａ（Ｘ）に示すように、位置検出コイル３２ａに発生する誘導起電力は、レンズ１０が−Ｘ側から＋Ｘ側に移動してもほとんど変化はない。
Furthermore, referring to the
一方、レンズ１０が−Ｙ側から＋Ｙ側に移動する場合、位置検出コイル３２ａは、近付いていた状態から遠ざかる状態へと変化することになる。このような変化が起こる場合、グラフ３２０ａ（Ｙ）に示すように、位置検出コイル３２ａに発生する誘導起電力は、レンズ１０が−Ｙ側から＋Ｙ側に移動するのに伴い、徐々に小さくなる。
On the other hand, when the
以上から、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄで発生する誘導起電力に基づき、レンズ１０（レンズホルダ１１）のＸ軸方向およびＹ軸方向の移動量を求めることができる。 From the above, the amount of movement of the lens 10 (lens holder 11) in the X-axis direction and the Y-axis direction can be obtained based on the induced electromotive force generated in each of the position detection coils 32a to 32d.
例えば、位置検出コイル３２ａにおける誘導起電力に基づき、図１０のグラフ３２０ａ（Ｘ）および３２０ａ（Ｙ）に示したように、レンズ１０のＸ軸方向の位置を求めることができる。また、位置検出コイル３２ｂにおける誘導起電力に基づき、図１０のグラフ３２０ｂ（Ｘ）および３２０ｂ（Ｙ）に示したように、レンズ１０のＹ軸方向の位置を求めることができる。したがって、これら位置検出コイル３２ａおよび３２ｂにおける誘導起電力に基づき、レンズ１０のＸ軸方向またはＹ軸方向の位置を検出するための２つの位置情報を得ることができる。
For example, the position of the
すなわち、位置検出コイル３２ａおよび３２ｂにおける２つの誘導起電力に基づき、例えば、２つの誘導起電力に対して、乗算、加算、減算した値の絶対値をとる、などの所定の演算を行い、その演算結果から、レンズ１０のＸ軸方向およびＹ軸方向のうち少なくとも一方の位置を検出することができる。
That is, based on the two induced electromotive forces in the position detection coils 32a and 32b, for example, a predetermined calculation such as taking an absolute value of a value obtained by multiplying, adding, or subtracting the two induced electromotive forces is performed. From the calculation result, the position of at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction of the
より具体的には、Ｘ軸方向の移動量は、Ｘ軸方向に配置された２つの位置検出コイル３２ｂおよび３２ｄについて、レンズ１０が理想位置にある状態、すなわち、レンズ１０の光学中心と撮像素子２０の受光面の中心とが一致している状態での誘導起電力（電流値）を、各位置検出コイル３２ｂおよび３２ｄの基準値としてそれぞれ求めておく。各位置検出コイル３２ｂおよび３２ｄについて、誘導起電力に基づく各電流値と、各基準値との差分をそれぞれ求め、各差分に基づき、レンズ１０のＸ軸方向の移動量を検出できる。
More specifically, the movement amount in the X-axis direction is such that the
レンズ１０のＹ軸方向の移動量についても同様である。すなわち、Ｙ軸方向の移動量は、Ｙ軸方向に配置された２つの位置検出コイル３２ａおよび３２ｃについて、上述したように基準値をそれぞれ求めておく。各位置検出コイル３２ａおよび３２ｃについて、誘導起電力に基づく各電流値と、各基準値との差分をそれぞれ求め、各差分に基づき、レンズ１０のＹ軸方向の移動量を検出できる。
The same applies to the amount of movement of the
図１０で説明したような、レンズ１０の位置と、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄにおける誘導起電力との関係を利用することで、例えば、ＡＦ・ＯＩＳ制御部部５３により、所望とされる位置Ｑにレンズ１０を移動させるための制御を行った後のレンズ１０の位置の位置Ｒを、位置検出・制御部５０で検出することができる。
By using the relationship between the position of the
また、所望とされる位置Ｑと検出された位置Ｒにズレがある場合、そのズレを補正し、所望とされる位置Ｑに移動させることができる。よって、レンズ１０の移動を高精度に実行することが可能となる。
Further, when there is a deviation between the desired position Q and the detected position R, the deviation can be corrected and the desired position Q can be moved. Therefore, the movement of the
第１の実施形態では、スペーサ３０の４辺に位置検出コイル３２ａ〜３２ｄを備える構成を採用している。したがって、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄに発生する誘導起電力が小さい場合であっても、異なる２辺に設けられている、例えば位置検出コイル３２ａおよび３２ｄにおける誘導起電力の検出結果を用いることで、位置検出精度を高めることができる。
The first embodiment employs a configuration in which the position detection coils 32a to 32d are provided on the four sides of the
（各位置検出コイルの配置の他の例）
第１の実施形態に適用可能な各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの配置は、図４を用いて説明した配置に限定されない。すなわち、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄは、レンズ１０が正常な位置に静止状態で位置している場合のレンズ１０の中心に対して、左右上下対称ではなく、ずれた位置にあるように配置されていれば、他の配置でも同様に適用できる。
(Other example of arrangement of each position detection coil)
The arrangement of the position detection coils 32a to 32d applicable to the first embodiment is not limited to the arrangement described with reference to FIG. That is, the position detection coils 32a to 32d are arranged so as not to be symmetrical in the left-right and up-down directions but to be displaced from the center of the
図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１１Ｃを用いて、第１の実施形態に適用可能な、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの配置の他の例について説明する。図１１Ａは、図４を用いて説明した例に対して、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの面積を大きくした例である。スペーサ３０は、回路や制御のための部品を搭載することが可能である。この場合において、スペーサ３０の搭載する回路が小さい場合や、搭載される部品数が少ない場合などは、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの面積をより大きくすることで、レンズ１０の位置検出より高精度に実行可能となる。
Another example of the arrangement of the position detection coils 32a to 32d applicable to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 11A, 11B, and 11C. FIG. 11A is an example in which the area of each of the position detection coils 32a to 32d is larger than that in the example described with reference to FIG. The
図１１Ｂおよび図１１Ｃは、図２においてＯＩＳホルダ１３０の四隅に配置されるマグネット１４ａ〜１４ｄを、ＯＩＳホルダ１３０の４辺に配置した場合の、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの一例を示す図である。例えば図１１Ｂにおいて、各マグネット１４ａ〜１４ｄの位置に対応して各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄがスペーサ３０の４辺に配置され、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄがスペーサ３０の四隅に配置されている。この場合は、図１０を用いて説明したＸ軸およびＹ軸における移動量は、それぞれ４５°傾いた軸に対する移動量として求められる。なお、図１１Ｃは、図１１Ａと同様に、図１１Ｂの例に対して各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの面積を大きくした例である。
11B and 11C are views showing an example of the position detection coils 32a to 32d when the
このように、第１の実施形態に係る撮像装置１ａでは、レンズ１０（レンズホルダ１１）の位置およびチルト量を検出するための各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄと、レンズ１０（レンズホルダ１１）をＸＹ方向に移動させるための各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄと、を同一の基板（スペーサ３０）に配置している。そのため、撮像装置１ａの小型化および低背化が可能である。
As described above, in the
［第１の実施形態の変形例］
次に、第１の実施形態の変形例について説明する。上述の第１の実施形態では、レンズ１０の位置を検出するために、４つの位置検出コイル３２ａ〜３２ｄを用いていた。これに対して、第１の実施形態の変形例は、レンズ１０の位置を、２つの位置検出コイルを用いて行う例である。
[Modification of First Embodiment]
Next, a modified example of the first embodiment will be described. In the above-described first embodiment, the four position detection coils 32a to 32d are used to detect the position of the
図１２Ａは、第１の実施形態の変形例に係る位置検出コイルの配置例を示す図である。図１２Ａの例では、図４を用いて説明した４つの位置検出コイル３２ａ〜３２ｄのうち、Ｘ軸方向の移動量を検出するための位置検出コイル３２ａと、Ｙ軸方向の移動量を検出するための位置検出コイル３２ｄとを、スペーサ３０に配置している。
FIG. 12A is a diagram showing an arrangement example of the position detection coils according to the modified example of the first embodiment. In the example of FIG. 12A, of the four position detection coils 32a to 32d described with reference to FIG. 4, the
図１２Ｂは、第１の実施形態の変形例に適用可能な、レンズ１０が例えば手ブレ補正によりＸＹ平面内で移動した場合の、各位置検出コイル３２ａおよび３２ｄにおける誘導起電力の遷移の例を示す図である。図１２Ｂにおいて、グラフ３２０ａ（Ｘ）および３２０ａ（Ｙ）は、位置検出コイル３２ａにおける誘導起電力（出力電流）の遷移を示すもので、上述した図１０におけるグラフ３２０ａ（Ｘ）および３２０ａ（Ｙ）と同一である。また、グラフ３２０ｄ（Ｘ）および３２０ｄ（Ｙ）は、位置検出コイル３２ｄにおける誘導起電力の遷移を示すもので、上述した図１０におけるグラフ３２０ｄ（Ｘ）および３２０ｄ（Ｙ）と同一である。
FIG. 12B is an example of the transition of the induced electromotive force in each of the position detection coils 32a and 32d when the
すなわち、グラフ３２０ａ（Ｙ）に示すように、位置検出コイル３２ａに発生する誘導起電力は、レンズ１０が−Ｙ側から＋Ｙ側に移動するのに伴い、徐々に小さくなる。この誘導起電力の変化を利用して、レンズ１０のＹ軸方向の位置を検出できる。また、グラフ３２０ａ（Ｘ）に示すように、位置検出コイル３２ａに発生する誘導起電力は、レンズ１０の−Ｘ側から＋Ｘ側への移動に対してはほとんど変化がない。この誘導起電力の変化を利用して、レンズ１０のＸ軸方向の位置を検出することができる。
That is, as shown in the
同様に、グラフ３２０ｄ（Ｘ）に示すように、位置検出コイル３２ｄに発生する誘導起電力は、レンズ１０が−Ｘ側から＋Ｘ側に移動するのに伴い、徐々に大きくなる。この誘導起電力の変化を利用して、レンズ１０のＸ軸方向の位置を検出できる。また、グラフ３２０ｄ（Ｙ）に示すように、位置検出コイル３２ｄに発生する誘導起電力は、レンズ１０の−Ｙ側から＋Ｙ側への移動に対してはほとんど変化がない。この誘導起電力の変化を利用して、レンズ１０のＹ軸方向の位置を検出することができる。
Similarly, as shown in the
例えば、位置検出コイル３２ａに発生する誘導起電力の測定結果からレンズ１０のＹ軸方向の位置を検出し、位置検出コイル３２ｄに発生する誘導起電力の測定結果からレンズ１０のＸ軸方向の位置を検出することが可能である。
For example, the position of the
なお、上述では、スペーサ３０上に位置検出コイル３２ａおよび３２ｄを備える場合を例に挙げて説明したが、これはこの例に限定されない。例えば、スペーサ３０上に位置検出コイル３２ｂおよび３２ｃを備える構成、位置検出コイル３２ｂおよび３２ｄを備える構成、位置検出コイル３２ｂおよび３２ａを備える構成、位置検出コイル３２ｂおよび３２ａを備える構成、の何れも、第１の実施形態の変形例の構成として適用できる。
In the above description, the case where the position detection coils 32a and 32d are provided on the
第１の実施形態の変形例に係る、２つの位置検出コイル３２ａおよび３２ｄを用いる構成を採用した場合、第１の実施形態に係る４つの位置検出コイル３２ａ〜３２ｄを用いる構成を採用した場合に比べ、コストを低減可能である。また、第１の実施形態の変形例に係る構成では、位置検出コイル３２ａおよび３２ｄが配置されない２辺に、回路や部材を配置することができ、装置の小型化が可能になるといった効果を得ることができる。 When the configuration using the two position detection coils 32a and 32d according to the modified example of the first embodiment is adopted, and when the configuration using the four position detection coils 32a to 32d according to the first embodiment is adopted. In comparison, the cost can be reduced. Further, in the configuration according to the modified example of the first embodiment, it is possible to arrange circuits and members on two sides where the position detection coils 32a and 32d are not arranged, and it is possible to obtain an effect that the device can be downsized. be able to.
一方、２つの、例えば位置検出コイル３２ａおよび３２ｄのみを用いる場合、上述した第１の実施形態に係る、４つの位置検出コイル３２ａ〜３２ｄを用いる場合に比べて、位置検出精度が落ちる可能性がある。これに対して、２つの位置検出コイル３２ａおよび３２ｄの巻き数を多くしたり、位置検出コイル３２ａおよび３２ｄの配置位置を、例えばＯＩＳコイル３１ａおよび３１ｄにできるだけ近付けた構成とすることで、位置検出精度を向上させることが可能である。 On the other hand, when only two, for example, the position detection coils 32a and 32d are used, the position detection accuracy may be lower than when the four position detection coils 32a to 32d according to the first embodiment described above are used. is there. On the other hand, by increasing the number of windings of the two position detection coils 32a and 32d and by arranging the position detection coils 32a and 32d as close as possible to the OIS coils 31a and 31d, the position detection It is possible to improve accuracy.
さらに、高精度な位置検出を必要としない場合には、第１の実施形態に変形例に係る２つの位置検出コイル３２ａおよび３２ｄを備える構成を採用し、高精度な位置検出を必要とする場合には、上述した第１の実施形態に係る４つの位置検出コイル３２ａ〜３２ｄを備える構成を採用する、といったように、用途によって適用する構成を変えることも可能である。 Furthermore, when high-precision position detection is not required, a configuration including two position detection coils 32a and 32d according to the modification of the first embodiment is adopted, and high-precision position detection is required. It is also possible to change the configuration to be applied depending on the application, such as adopting the configuration including the four position detection coils 32a to 32d according to the first embodiment described above.
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、上述した第１の実施形態に係る構成を用いて、レンズ１０の傾き（チルト）を検出する例である。上述の第１の実施形態では、前提として、レンズ１０に傾きが無い、すなわち、レンズ１０と撮像素子２０の受光面とが平行な状態を保っているものとして、説明を行った。しかしながら、実際には、レンズ１０（レンズホルダ１１）には傾きが生じる可能性がある。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. The second embodiment is an example of detecting the tilt of the
すなわち、レンズ１０と撮像素子２０との位置関係は、レンズ１０を通る光の光軸と、撮像素子２０の受光面とが垂直である状態が理想である。ここで、レンズ１０、アクチュエータ１３（ＯＩＳホルダ１３０）および撮像素子２０のうち少なくとも１つが傾きを持った状態で実装されたり、使用時に傾きが発生したりすると、レンズ１０を通る光の光軸と撮像素子２０の受光面とが垂直ではない状態になってしまう可能性がある。
That is, the positional relationship between the
レンズ１０に傾きがあると、撮像素子２０により撮像された撮像画像に歪みが発生するおそれがある。そこで、位置検出コイル３２ａ〜３２ｄにおいて発生される誘導起電力に基づきレンズ１０の傾きを検出し、検出結果に基づき傾きを補正可能とする。
When the
図１３、ならびに、図１４Ａおよび図１４Ｂは、第２の実施形態に係る、レンズ１０のチルト検出を説明するための図である。図１３では、レンズ１０がスペーサ３０（撮像素子２０）に対して傾いた状態を模式的に示している。より具体的には、図１３において、レンズ１０は、図１３の左側（位置検出コイル３２ｂ側）が、右側（位置検出コイル３２ｄ側）に対して高い位置にあるような傾きが生じている状態となっている。
FIG. 13 and FIGS. 14A and 14B are views for explaining tilt detection of the
図１３に示したような状態は、ＡＦコイル１２の位置検出コイル３２ａおよび３２ｄに対する距離が、位置検出コイル３２ｂおよび３２ｃに対する距離よりも短くなっている状態である。したがって、このような状態の場合、位置検出コイル３２ａおよび３２ｄで発生する誘導起電力は、位置検出コイル３２ｂおよび３２ｃで発生する誘導起電力よりも大きくなる。
The state shown in FIG. 13 is a state in which the distance of the
このような、ＡＦコイル１２と位置検出コイル３２ａ〜３２ｄとの相対的な位置関係により、位置検出コイル３２ａ〜３２ｄに発生する誘導起電力が異なることは、例えば図９および図１０を参照して説明した場合と同様である。
The induced electromotive force generated in the position detection coils 32a to 32d is different depending on the relative positional relationship between the
ここで、図１３、ならびに、図１４Ａおよび図１４Ｂに示すように、レンズ１０の傾きαと傾きβとを定義する。なお、図１４Ａおよび図１４Ｂにおいて、レンズ面は、レンズ１０が平板と仮定した場合の面を示している。
Here, the inclination α and the inclination β of the
傾きαは、Ｘ軸方向の傾きであって、レンズ１０が、位置検出コイル３２ｂおよび３２ｄにおいて、位置検出コイル３２ｄに近い側に傾いている状態をプラス、位置検出コイル３２ｂに近い側に傾いている状態をマイナスとする。換言すれば、位置検出コイル３２ｂと位置検出コイル３２ｄとを結ぶ線分と、撮像素子２０の受光面とがなす角を傾きαとする。そして、位置検出コイル３２ｂがＡＦコイル１２に近い側に傾いている状態をプラス、位置検出コイル３２ｂに近い側に傾いている状態をプラスとする（図１４Ａ参照）。
The tilt α is a tilt in the X-axis direction, and the
同様に、傾きβは、Ｙ軸方向の傾きであって、レンズ１０が、位置検出コイル３２ａおよび３２ｃにおいて、位置検出コイル３２ａに近い側に傾いている状態をプラス、位置検出コイル３２ｃに近い側に傾いている状態をマイナスとする。換言すれば、位置検出コイル３２ａと位置検出コイル３２ｃを結ぶ線分と、撮像素子２０の受光面とがなす角を傾きβとする。そして、位置検出コイル３２ａがＡＦコイル１２に近い側に傾いている状態をプラス、位置検出コイル３２ｃに近い側に傾いている状態をマイナスとする（図１４Ｂ参照）。
Similarly, the inclination β is the inclination in the Y-axis direction, and the state in which the
図１５は、第２の実施形態に適用可能な、レンズ１０に傾きが発生した場合の、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄにおける誘導起電力の遷移の例を示す図である。図１５において、グラフ３２０ａ（α）および３２０ａ（β）は、位置検出コイル３２ａにおける誘導起電力の遷移を示す。グラフ３２０ｂ（α）および３２０ｂ（β）は、位置検出コイル３２ｂにおける誘導起電力の遷移を示す。グラフ３２０ｃ（α）および３２０ｃ（β）は、位置検出コイル３２ｃにおける誘導起電力の遷移を示す。また、グラフ３２０ｄ（α）および３２０ｄ（β）は、位置検出コイル３２ｄにおける誘導起電力の遷移を示す。
FIG. 15 is a diagram showing an example of the transition of the induced electromotive force in each of the position detection coils 32a to 32d when the
図１５における各グラフ３２０ａ（α）、３２０ａ（β）、３２０ｂ（α）、３２０ｂ（β）、３２０ｃ（α）、３２０ｃ（β）、３２０ｄ（α）および３２０ｄ（β）の縦軸および横軸の意味は、上述した図１０の各グラフと共通であるので、ここでの説明を省略する。
The vertical and horizontal axes of the
一例として、位置検出コイル３２ａに係るグラフ３２０ａ（α）を参照すると、傾きαがマイナスからプラスに変化する場合、換言すれば、位置検出コイル３２ａが、ＡＦコイル１２に近付く方向に傾いた場合、誘導起電力は増加する。また、位置検出コイル３２ａに係るグラフ３２０ａ（β）を参照すると、傾きβがマイナスからプラスに変化する場合、換言すれば、位置検出コイル３２ａがＡＦコイル１２から遠ざかる方向に傾いた場合、誘導起電力は減少する。
As an example, referring to the
また、位置検出コイル３２ｂに係るグラフ３２０ｂ（α）を参照すると、傾きαがマイナスからプラスに変化する場合、換言すれば、位置検出コイル３２ｂが、ＡＦコイル１２から遠ざかる方向に傾いた場合、誘導起電力は減少する。また、位置検出コイル３２ｂに係るグラフ３２０ｂ（β）を参照すると、傾きβがマイナスからプラスに変化する場合、換言すれば、位置検出コイル３２ｂがＡＦコイル１２から近付く方向に傾いた場合、誘導起電力は増加する。
Further, referring to the
さらに、位置検出コイル３２ｃに係るグラフ３２０ｃ（α）を参照すると、傾きαがマイナスからプラスに変化する場合、換言すれば、位置検出コイル３２ｃが、ＡＦコイル１２から遠ざかる方向に傾いた場合、誘導起電力は減少する。また、位置検出コイル３２ｃに係るグラフ３２０ｃ（β）を参照すると、傾きβがマイナスからプラスに変化する場合、換言すれば、位置検出コイル３２ｃがＡＦコイル１２から近付く方向に傾いた場合、誘導起電力は増加する。
Further, referring to the
さらにまた、位置検出コイル３２ｄに係るグラフ３２０ｄ（α）を参照すると、傾きαがマイナスからプラスに変化する場合、換言すれば、位置検出コイル３２ｄが、ＡＦコイル１２に近付く方向に傾いた場合、誘導起電力は増加する。また、位置検出コイル３２ｄに係るグラフ３２０ｄ（β）を参照すると、傾きβがマイナスからプラスに変化する場合、換言すれば、位置検出コイル３２ｄがＡＦコイル１２から遠ざかる方向に傾いた場合、誘導起電力は減少する。
Furthermore, referring to the
例えば、レンズ１０がＸ軸方向において傾きが無い場合（傾きα＝０のとき）の誘導起電力を基準（基準値とする）とする。位置検出コイル３２ａの誘導起電力と基準値との差分の絶対値と、位置検出コイル３２ｃの誘導起電力と基準値との差分の絶対値が等しければ、Ｘ軸方向において傾きは無いと判定でき、等しくなければ、Ｘ軸方向において傾きがあると判定できる。
For example, the induced electromotive force when the
また、傾きがあると判定された場合には、誘導起電力の大きさから、位置検出コイル３２ａに対するＡＦコイル１２の位置と、位置検出コイル３２ｃに対するＡＦコイル１２の位置と、をそれぞれ求め、その位置関係から、傾きαを算出することもできる。また、傾きαが算出されると、その傾きαを解消するための補正量を算出することができ、補正量に基づいた傾きの補正を行うこともできる。
When it is determined that there is an inclination, the position of the
上述では、Ｘ軸方向に配置されている２つの位置検出コイル３２ａおよび３２ｃを用いて、レンズ１０のＸ軸方向の傾きαを検出する方法を示したが、これはこの例に限定されない。すなわち、位置検出コイル３２ａおよび３２ｃの誘導起電力に基づき、他の方法（演算）を用いて傾きαを検出してもよい。また上述では、Ｘ軸方向に配置されている２つの位置検出コイル３２ａと位置検出コイル３２ｃとの組み合わせを例示したが、これはこの例に限定されない。すなわち、傾きαを検出するために、位置検出コイル３２ｂおよび３２ｄとの組み合わせ、位置検出コイル３２ｂおよび３２ｃの組み合わせ、位置検出コイル３２ａおよび３２ｄの組み合わせ、を用いてもよい。
Although the method of detecting the inclination α of the
Ｙ軸方向の傾きβも、上述の傾きαと同様にして検出することができる。この場合、Ｙ軸方向に配置されている２つの位置検出コイル３２ｂおよび３２ｄの誘導起電力からＹ軸方向の傾きβを検出し、補正することができる。また、位置検出コイル３２ｂおよび３２ｄの組み合わせに限らず、例えば、位置検出コイル３２ａおよび３２ｃの組み合わせ、位置検出コイル３２ｂおよび３２ｃの組み合わせ、位置検出コイル３２ａおよび３２ｄの組み合わせ、を用いてもよい。 The inclination β in the Y-axis direction can be detected in the same manner as the inclination α described above. In this case, the inclination β in the Y-axis direction can be detected and corrected from the induced electromotive force of the two position detection coils 32b and 32d arranged in the Y-axis direction. Further, not limited to the combination of the position detection coils 32b and 32d, for example, a combination of the position detection coils 32a and 32c, a combination of the position detection coils 32b and 32c, and a combination of the position detection coils 32a and 32d may be used.
このように、第２の実施形態によれば、レンズ１０のＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向における位置と、レンズ１０の傾きと、をそれぞれ検出することができる。したがって、手ブレ補正として、ＸＹ方向だけで無く、チルト補正も可能となり、より高機能な撮像装置１ａを提供することが可能となる。
As described above, according to the second embodiment, the position of the
さらに、撮像装置１ａの製造時に、上述した傾きの検出を実行し、傾きが検出された場合に、補正を実行することができ、さらに、検出された傾きが所定以上である場合には、製造ラインから外すような処置が可能となる。これにより、製造後の性能テストで光軸ズレの不良を改善することができ、製造コストを抑えることができる。
Further, at the time of manufacturing the
［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、上述した第１の実施形態に係る構成を用いて、レンズ１０のＺ軸方向の位置を検出する例である。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described. The third embodiment is an example of detecting the position of the
図１６および図１７は、第３の実施形態に係るＺ軸方向の位置検出を説明するための図である。先ず、図１６を用いて、ＰＷＭ信号による電流でＡＦコイル１２により発生する磁界４０と、当該磁界４０により各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄにより発生する誘導起電力について説明する。レンズホルダ１１の側面に形成されているＡＦコイル１２に電流が流されると、図１６中において上下方向（Ｚ軸方向）に力が発生する。この発生した力で、レンズホルダ１１（レンズホルダ１１が保持しているレンズ１０）が、上方向または下方向に移動され、レンズ１０と撮像素子２０との距離が変化する。このような仕組みにより、オートフォーカスが実現される。より具体的には、レンズ１０が上方向に移動し撮像素子２０から離れる方向が、マクロ（Ｍａｃｒｏ）方向であり、レンズ１０が下方向に移動し撮像素子２０に近付く方向が、無限遠（Ｉｎｆ）方向となる。
16 and 17 are diagrams for explaining position detection in the Z-axis direction according to the third embodiment. First, the
ＡＦコイル１２で発生した磁界４０が、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄに到達することで、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄには、ＡＦコイル１２で発生した磁界４０による誘電起電力が発生する。この場合も、ＡＦコイル１２と各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄとが離れているときには、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄで発生する誘電起電力は小さくなる。また、ＡＦコイル１２と各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄとが近いときには、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄで発生する誘電起電力は大きくなる。
When the
各位置検出コイル３２〜３２ｄで発生した各誘電起電力を測定し、測定された各値を積算することで、レンズ１０のＺ軸方向の位置を検出できる。図１６に示すマクロＭａｃｒｏ方向、すなわち、レンズ１０が図示を省略する撮像素子２０から離れる方向をプラス（＋Ｚ側）とし、無限遠Ｉｎｆ方向、すなわち、レンズ１０が撮像素子２０に近付く方向をマイナス（−Ｚ側）とする。
The position of the
図１７は、レンズ１０すなわちＡＦコイル１２のＺ軸方向の位置と、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄにより発生した誘導起電力の積算値との関係の例を示す図である。図１７に示されるように、レンズ（ＡＦコイル１２）がマクロ方向、すなわち−Ｚ側から＋Ｚ側に移動する場合、換言すれば、位置検出コイル３２〜３２ｄに対してレンズ１０が近付いていた状態から離れていく状態へと変化する場合、誘電起電力は、徐々に小さくなる。
FIG. 17 is a diagram showing an example of the relationship between the position of the
このように、第３の実施形態によれば、位置検出コイル３２ａ〜３２ｄにそれぞれ発生する誘電起電力を測定し、その積算値を算出することで、レンズ１０のＺ軸方向の位置を検出することができる。
As described above, according to the third embodiment, the position of the
［第４の実施形態」
次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、上述した第１の実施形態、第２の実施形態および第３の実施形態の組み合わせの例である。すなわち、第４の実施形態は、上述した第１の実施形態に係る構成を用いて、レンズ１０のＸ、ＹおよびＺ軸方向の位置、ならびに、チルト量を検出する例である。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment will be described. The fourth embodiment is an example of a combination of the above-described first embodiment, second embodiment and third embodiment. That is, the fourth embodiment is an example of detecting the position of the
図１８は、第４の実施形態の説明に用いる各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの配置の例を示す図である。図１８に示すように、以下では、第１の実施形態において図４を用いて説明した、スペーサ３０の各辺に対応する位置に、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄが配置された例を用いて説明を行う。図１８において、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄを、それぞれＰＤコイルＡ、ＰＤコイルＢ、ＰＤコイルＣおよびＰＤコイルＤとし、誘導起電力に応じて出力される電流の電流値を、それぞれ値ＣA、ＣB、ＣCおよびＣDとする。
FIG. 18 is a diagram showing an example of the arrangement of the position detection coils 32a to 32d used in the description of the fourth embodiment. As shown in FIG. 18, hereinafter, using the example in which the position detection coils 32a to 32d are arranged at the positions corresponding to the respective sides of the
図１９は、第４の実施形態に係る、上述した図１０および図１５に示した各グラフを、列方向に位置検出コイル３２ａ〜３２ｄ、および、行方向に検出対象（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、傾きαおよび傾きβ）毎に纏めた図である。図１９において、ＰＤコイルＡの列の各グラフは、上の行から、それぞれグラフ３２０ａ（Ｘ）、３２０ａ（Ｙ）、３２０ａ（α）および３２０ａ（β）に対応する。ＰＤコイルＢの列の各グラフは、上の行から、それぞれグラフ３２０ｂ（Ｘ）、３２０ｂ（Ｙ）、３２０ｂ（α）および３２０ｂ（β）に対応する。ＰＤコイルＣの列の各グラフは、上の行から、それぞれグラフ３２０ｃ（Ｘ）、３２０ｃ（Ｙ）、３２０ｃ（α）および３２０ｃ（β）に対応する。また、ＰＤコイルＤの列の各グラフは、上の行から、それぞれグラフ３２０ｄ（Ｘ）、３２０ｄ（Ｙ）、３２０ｄ（α）および３２０ｄ（β）に対応する。
FIG. 19 shows position detection coils 32a to 32d in the column direction and detection targets (X axis direction, Y axis) in the graphs shown in FIGS. 10 and 15 described above according to the fourth embodiment. FIG. 6 is a diagram summarizing directions, inclination α and inclination β). In FIG. 19, each graph in the column of the PD coil A corresponds to
なお、図１９の各グラフの縦軸における値Ｘ1は、レンズ１０の理想位置、すなわち、レンズ１０の光学中心位置と、撮像素子２０の受光面の中心位置とが一致している状態での各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄにおける誘導起電力に基づく出力電流を示している。ここで、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄにおいて、レンズ１０の理想位置における出力電流がそれぞれ異なる可能性がある。各グラフは、例えば、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄにおけるレンズ１０の理想位置における出力電流で正規化した値を示している。これに限らず、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄに対応する値Ｘ1がそれぞれ異なる値であってもよい。以下では、特に記載の無い限り、値Ｘ1を基準値Ｘ1として説明を行う。
The value X 1 on the vertical axis of each graph in FIG. 19 indicates that the ideal position of the
図２０は、第４の実施形態に係る、Ｘ軸チルト量（傾きα）と、Ｙ軸チルト量（傾きβ）と、Ｘ軸方向移動量と、Ｙ軸方向移動量と、ＡＦ移動量（Ｚ軸方向移動量）の算出条件と、算出式と、の例を示す図である。 FIG. 20 shows an X-axis tilt amount (tilt α), a Y-axis tilt amount (tilt β), an X-axis direction moving amount, a Y-axis direction moving amount, and an AF moving amount (according to the fourth embodiment. It is a figure which shows the example of the calculation conditions of Z-axis direction movement amount), and a calculation formula.
位置検出・制御部５０（図７参照）において、ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、各ＡＤ変換器５２ａ〜５２ｄから供給された、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの出力電流に対応するディジタル値に基づき、図２０の各計算を実行する。このとき、ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、例えば、図２０の上の行から、Ｘ軸チルト量、Ｙ軸チルト量、Ｘ軸方向移動量、Ｙ軸方向移動量およびＡＦ移動量の順に計算を実行する。なお、この順序において、Ｘ軸およびＹ軸に関する計算の順序は、入れ替えることができる。また、ＡＦ移動量は、任意の順序で計算できる。
In the position detection / control unit 50 (see FIG. 7), the AF /
ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、図２０の各計算を、一定の周期で実行することができる。また、ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、図２０の各計算を、ジャイロセンサ２５による振動の検知に応じて実行することができる。
The AF /
Ｘ軸チルト量の計算方法について説明する。ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの出力電流に基づく値ＣA、ＣB、ＣCおよびＣDが下記の式（２）を満たしている場合に、Ｘ軸チルトが発生していると判定する。なお、式（２）および後述する式（４）において、記号「∧」は、論理積を表し、記号「∨」は論理和を表す。
(Ｘ1＞ＣA∧Ｘ1＜ＣB∧Ｘ1＜ＣC∧Ｘ1＞ＣD)∨(Ｘ1＜ＣA∧Ｘ1＞ＣB∧Ｘ1＞ＣC∧Ｘ1＜ＣD) …（２）
A method of calculating the X-axis tilt amount will be described. The AF /
(X 1> C A ∧X 1 <C B ∧X 1 <
ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、式（２）に基づきＸ軸チルトが発生していると判定した場合、下記の式（３）によりＸ軸チルト量Ｘtiltを計算する。より具体的には、ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの出力電流の値と、基準値Ｘ1との差分を求め、求めた差分の和を計算する。求めた差分の和に対して、誘導起電力からＸチルト量（角度）を算出するための係数Ｘ2を乗じて、Ｘ軸チルト量Ｘtiltを算出する。
If the AF /
Ｘtilt＝｛(ＣA−Ｘ1)＋(Ｘ1−ＣB)＋(Ｘ1−ＣC)＋(ＣD−Ｘ1)｝×Ｘ2 …（３）
X tilt = {(C A -X 1) + (X 1 -C B) + (X 1 -C C) + (C D -X 1)} ×
Ｙ軸チルト量の計算方法について説明する。ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの出力電流に基づく値ＣA、ＣB、ＣCおよびＣDが下記の式（４）を満たしている場合に、Ｙ軸チルトが発生していると判定する。
A method of calculating the Y-axis tilt amount will be described. The AF /
(Ｘ1＜ＣA∧Ｘ1＞ＣB∧Ｘ1＞ＣC∧Ｘ1＜ＣD)∨(Ｘ1＞ＣA∧Ｘ1＜ＣB∧Ｘ1＜ＣC∧Ｘ1＞ＣD) …（４）
(X 1 <C A ∧X 1 > C B ∧
ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、式（２）に基づきＹ軸チルトが発生していると判定した場合、下記の式（５）によりＹ軸チルト量Ｙtiltを計算する。より具体的には、ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの出力電流の値と、基準値Ｘ1との差分を求め、求めた差分の和を計算する。求めた差分の和に対して、誘導起電力からＹチルト量（角度）を算出するための係数Ｘ3を乗じて、Ｙ軸チルト量Ｙtiltを算出する。
If the AF /
Ｙtilt＝｛(Ｘ1−ＣA)＋(ＣB−Ｘ1)＋(ＣC−Ｘ1)＋(Ｘ1)−ＣD｝×Ｘ3 …（５） Y tilt = {(X 1 -C A) + (C B -X 1) + (C C -X 1) + (X 1) -C D} × X 3 ... (5)
Ｘ軸方向移動量の計算方法について説明する。Ｘ軸方向移動量の計算においては、位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの出力電流の値に特に条件は無く、ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、任意のタイミングで計算を実行できる。ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、Ｘ軸方向に配置された各位置検出コイル３２ｂおよび３２ｄの出力電流に基づく値ＣBおよびＣDと、式（３）で算出したＸ軸チルト量（Ｘtilt）とに基づき、下記の式（６）によりＸ軸方向移動量Ｘmoveを算出する。
A method of calculating the X-axis direction movement amount will be described. In the calculation of the amount of movement in the X-axis direction, there is no particular condition for the value of the output current of the position detection coils 32a to 32d, and the AF /
Ｘmove＝｛(ＣB−Ｘ1)＋(Ｘ1−ＣD)｝×Ｘ4−Ｘtilt×Ｘ5 …（６） X move = {(C B -X 1) + (X 1 -C D)} × X 4 -X tilt × X 5 ... (6)
なお、式（６）において、係数Ｘ4は、誘導起電力からＸ軸方向の移動量を算出するための係数である。また、Ｘ軸チルト量Ｘtiltを減ずることで、Ｘ軸チルトの影響を排除している。 In equation (6), the coefficient X 4 is a coefficient for calculating the amount of movement in the X axis direction from the induced electromotive force. Moreover, the influence of the X-axis tilt is eliminated by reducing the X-axis tilt amount X tilt .
Ｙ軸方向移動量の計算方法について説明する。Ｙ軸方向移動量の計算においては、上述したＸ軸方向移動量の計算と同様に、位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの出力電流の値に特に条件は無く、ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、任意のタイミングで計算を実行できる。ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、Ｙ軸方向に配置された各位置検出コイル３２ａおよび３２ｃの出力電流に基づく値ＣAおよびＣCと、式（５）で算出したＹ軸チルト量（Ｙtilt）とに基づき、下記の式（７）によりＹ軸方向移動量Ｙmoveを算出する。
A method of calculating the Y-axis direction movement amount will be described. In the calculation of the Y-axis direction movement amount, similarly to the calculation of the X-axis direction movement amount described above, there is no particular condition for the value of the output current of the position detection coils 32a to 32d, and the AF /
Ｙmove＝｛(ＣA−Ｘ1)＋(Ｘ1−ＣC)｝×Ｘ6−Ｙtilt×Ｘ7 …（７） Y move = {(C A -X 1) + (X 1 -C C)} × X 6 -Y tilt × X 7 ... (7)
なお、式（６）において、係数Ｘ6は、誘導起電力からＹ軸方向の移動量を算出するための係数である。また、Ｙ軸チルト量Ｙtiltを減ずることで、Ｙ軸チルトの影響を排除している。 In equation (6), the coefficient X 6 is a coefficient for calculating the amount of movement in the Y-axis direction from the induced electromotive force. Moreover, the influence of the Y-axis tilt is eliminated by reducing the Y-axis tilt amount Y tilt .
ＡＦ移動量の計算方法について説明する。ＡＦ移動量の計算においては、上述したＸ軸方向移動量やＹ軸方向移動量の計算と同様に、位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの出力電流の値に特に条件は無く、ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、任意のタイミングで計算を実行できる。
A method of calculating the AF movement amount will be described. In the calculation of the AF movement amount, similarly to the calculation of the X-axis direction movement amount and the Y-axis direction movement amount described above, there is no particular condition for the output current value of the position detection coils 32a to 32d, and the AF /
上述したように、位置検出コイル３２ａ〜３２ｄにそれぞれ発生する誘電起電力の積算値に基づきレンズ１０のＺ軸方向の位置を検出する。ＡＦ・ＯＩＳ制御部５３は、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの出力電流の値ＣA、ＣB、ＣCおよびＣDに基づき、下記の式（８）により、ＡＦ移動量ＡＦmoveを算出する。なお、式（８）において、係数Ｘ8は、誘導起電力からＡＦ移動量を算出するための係数である。
As described above, the position of the
ＡＦmove＝(ＣA＋ＣB＋ＣC＋ＣD)×Ｘ8 …（８） AF move = (C A + C B + C C + C D) × X 8 ... (8)
図２０を用いて説明したＸ軸チルト量、Ｙ軸チルト量、Ｘ軸方向移動量、Ｙ軸方向移動量およびＡＦ移動量の算出方法は、一例であって、これらの例に限定されるものではない。すなわち、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄにおける誘導起電力を計測し、計測された誘導起電力に基づき位置検出を行う手法であれば、他の手法も適用できる。 The method of calculating the X-axis tilt amount, the Y-axis tilt amount, the X-axis direction movement amount, the Y-axis direction movement amount, and the AF movement amount described with reference to FIG. 20 is an example, and the calculation method is not limited to these examples. is not. That is, as long as it is a method of measuring the induced electromotive force in each of the position detection coils 32a to 32d and detecting the position based on the measured induced electromotive force, another method can be applied.
［第５の実施形態］
次に、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態は、図１、図２などを用いて説明した第１の実施形態に係る撮像装置１ａに対して、レンズホルダ１１にＡＦコイル１２が設けられていない例である。図２１は、第５の実施形態に係る撮像装置の一例の構成を示す図である。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment will be described. The fifth embodiment is an example in which the
図２１において、撮像装置１ｂは、アクチュエータ１３’において、レンズホルダ１１にＡＦコイル１２が設けられていない他は、図１を用いて説明した第１の実施形態に係る撮像装置１ａと同様の構成とされる。すなわち、撮像装置１ｂは、スペーサ３０に対してＯＩＳホルダ１３０がＸＹ方向に可動に配置され、スペーサ３０は、ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄと、位置検出コイル３２ａ〜３２ｄとが配置される。スペーサ３０におけるＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄ、および、位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの配置は、図４および図１１Ａ〜図１１Ｃを用いて説明した配置を適用できる。図１２Ａおよび図１２Ｂを用いて説明したように２つの位置検出コイルを用いた配置でもよい。
21, the
撮像装置１ｂにおいて、各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄがＯＩＳホルダ１３０に設けられた各マグネット１４ａ〜１４ｄと平行に対向した状態で設けられることで、第１の実施形態で説明したのと同様にして、手ブレ補正機能を実現できる。また、各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄにより、各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄが手ブレ補正機能を実行する際に発生する磁界に応じて発生する誘導起電力を計測することで、レンズ１０（レンズホルダ１１）のＸ軸方向移動量およびＹ軸方向移動量を検出できる。
In the
このように、第５の実施形態に係る撮像装置１ｂでも、上述した第１の実施形態に係る撮像装置１ａと同様に、レンズ１０（レンズホルダ１１）の位置を検出するための各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄと、レンズ１０（レンズホルダ１１）をＸＹ方向に移動させるための各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄと、を同一の基板（スペーサ３０）に配置している。そのため、撮像装置１ｂの小型化および低背化が可能である。
As described above, also in the
［第６の実施形態］
次に、第６の実施形態について説明する。上述の第１の実施形態に係る撮像装置１ａは、撮像素子２０を回路基板２１上に設け、撮像素子２０と回路基板２１とを金属ワイヤ２３により電気的に接続することで、撮像素子２０を実装していた。これに対して、第６の実施形態では、回路基板２１に対する撮像素子２０を、フリップチップ実装によって回路基板２１に対して実装する例である。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment will be described. The
図２２は、第６の実施形態に係る、フリップチップ実装による撮像装置の例を示す図である。図２２において、撮像装置１ｃは、回路基板２１に対して、上述した撮像素子２０と対応する撮像素子６０がフリップチップ実装され、撮像素子６０と回路基板２１とが突起状の端子であるバンプ６１により電気的に接続されている。また、回路基板２１に対して、撮像素子６０を実装する際の撮像素子６０に対する保護の役目を果たす保護材６２が設けられている。
FIG. 22 is a diagram showing an example of an image pickup device by flip-chip mounting according to the sixth embodiment. In FIG. 22, in the
図２２において、図１と同様に、回路基板２１にスペーサ３０が設けられ、スペーサ３０に対して、ＯＩＳコイル３１および位置検出コイル３２が設けられる。スペーサ３０上には、マグネット１４を含むＯＩＳホルダ１３０がＸＹ方向に可動に配置される。ＯＩＳホルダ１３０は、レンズ１０を保持し、ＡＦコイル１２が設けられるレンズホルダ１１がＺ軸方向に可動に格納される。
22, a
このように、フリップチップ実装される撮像素子６０を含む構成であっても、上述した第１の実施形態と同様にして、位置検出コイル３２によりＡＦコイル１２で発生する磁界４０の変化を検出することができる。これにより、撮像装置１ｃは、レンズ１０（ＡＦコイル１２）のＸ軸方向移動量、Ｙ軸方向移動量およびＡＦ移動量、ならびに、チルト量を取得し、取得した各値に基づきレンズ１０の位置を補正することができる。
As described above, even in the configuration including the flip-chip mounted
このように、第６の実施形態に係る撮像装置１ｃでも、上述した第１の実施形態に係る撮像装置１ａと同様に、レンズ１０の位置およびチルト量を検出するための各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄと、レンズ１０をＸＹ方向に移動させるための各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄと、を同一の基板（スペーサ３０）に配置している。そのため、撮像装置１ｃの小型化および低背化が可能である。
As described above, also in the
［第７の実施形態］
次に、第７の実施形態について説明する。第７の実施形態は、チップ単体と同程度のサイズで実現された極めて小型のパッケージであるチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）構造による撮像素子を用いた例である。
[Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment will be described. The seventh embodiment is an example in which an image sensor having a chip size package (CSP) structure, which is an extremely small package realized in a size similar to that of a single chip, is used.
図２３は、第７の実施形態に係る、ＣＳＰ構造による撮像素子を用いた撮像装置の一例の構成を示す図である。図２３において、撮像装置１ｄは、上述した撮像素子２０に対応する、ＣＳＰ構造による撮像素子７０を含む。
FIG. 23 is a diagram showing a configuration of an example of an image pickup apparatus using an image pickup element having a CSP structure according to the seventh embodiment. In FIG. 23, the
撮像素子７０は、例えば受光素子がアレイ状に配列される第１のチップと、受光素子の制御および受光素子から出力された信号に対する信号処理を行う回路が形成される第２のチップとの２層構造で構成される。また、撮像素子７０は、アレイ状に配列された受光面に対して、素子の固定および受光面の保護のためのガラス基板が配置されている。また、図２３の例では、ガラス基板に対して赤外光カットフィルタ１５が配置されている。撮像素子７０は、スペーサ３０および回路基板２１に対して、接着剤７１により接着されて固定される。
The
図２３に示す撮像装置１ｄの他の部分は、図１を用いて説明した構成と同等である。例えば、図１と同様に、回路基板２１に設けられたスペーサ３０に対して撮像素子７０が接着され配置されると共に、ＯＩＳコイル３１および位置検出コイル３２が設けられる。スペーサ３０上には、マグネット１４を含むＯＩＳホルダ１３０がＸＹ方向に可動に配置される。ＯＩＳホルダ１３０は、レンズ１０を保持し、ＡＦコイル１２が設けられるレンズホルダ１１がＺ軸方向に可動に格納される。
The other parts of the
このように、ＣＳＰ構造の撮像素子７０を含む場合であっても、上述した第１の実施形態と同様にして、位置検出コイル３２によりＡＦコイル１２で発生する磁界４０の変化を検出することができる。これにより、撮像装置１ｄは、ＡＦコイル１２（レンズ１０）のＸ軸方向移動量、Ｙ軸方向移動量およびＡＦ移動量、ならびに、チルト量を取得し、取得した各値に基づきレンズ１０の位置を補正することができる。
As described above, even when the
第７の実施形態に係る撮像装置１ｄでも、上述した第１の実施形態に係る撮像装置１ａと同様に、レンズ１０の位置およびチルト量を検出するための各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄと、レンズ１０をＸＹ方向に移動させるための各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄと、を同一の基板（スペーサ３０）に配置している。そのため、撮像装置１ｄの小型化および低背化が可能である。
Also in the
また、赤外光カットフィルタ１５を撮像素子７０のガラス基板上に設けることで、赤外光カットフィルタ１５の厚みを薄くすることができる。これにより、撮像装置１ｄをより低背化することができる。
Further, by providing the infrared light cut
［第８の実施形態］
次に、第８の実施形態について説明する。第８の実施形態は、上述の第７の実施形態において、レンズ１０に含まれる複数のレンズのうち最下層のレンズをレンズホルダ１１から分離し、ＣＳＰ構造の撮像素子側に配置した例である。
[Eighth Embodiment]
Next, an eighth embodiment will be described. The eighth embodiment is an example in which the lowermost lens of the plurality of lenses included in the
図２４は、第８の実施形態に係る撮像装置の一例の構成を示す図である。図２４において、撮像装置１ｅは、撮像素子７０上の赤外光カットフィルタ１５上に、レンズ１０に含まれる複数のレンズのうち最下層のレンズ８０が配置される。撮像装置１ｄでは、図２３の例と同様に、赤外光カットフィルタ１５を撮像素子７０のガラス基板上に設けることで、赤外光カットフィルタ１５の厚みを薄くすることができる。これにより、撮像装置１ｄを低背化することができる。さらに、レンズ１０に含まれる複数のレンズのうち最下層のレンズ８０が撮像素子７０側に配置されるため、さらなる低背化が可能である。
FIG. 24 is a diagram showing the configuration of an example of the imaging device according to the eighth embodiment. In FIG. 24, in the
図２４に示す撮像装置１ｄの他の部分は、図１および図７を用いて説明した構成と同等である。例えば、図１および図７と同様に、回路基板２１に設けられたスペーサ３０に対して撮像素子７０が接着され配置されると共に、ＯＩＳコイル３１および位置検出コイル３２が設けられる。スペーサ３０上には、マグネット１４を含むＯＩＳホルダ１３０がＸＹ方向に可動に配置される。ＯＩＳホルダ１３０は、レンズ１０を保持し、ＡＦコイル１２が設けられるレンズホルダ１１がＺ軸方向に可動に格納される。
The other parts of the
このように、赤外光カットフィルタ１５上にレンズ８０が配置される場合であっても、上述した第１の実施形態と同様にして、位置検出コイル３２によりＡＦコイル１２で発生する磁界４０の変化を検出することができる。これにより、撮像装置１ｄは、ＡＦコイル１２（レンズ１０）のＸ軸方向移動量、Ｙ軸方向移動量およびＡＦ移動量、ならびに、チルト量を取得し、取得した各値に基づきレンズ１０の位置を補正することができる。
As described above, even when the
第８の実施形態に係る撮像装置１ｅでも、上述した第１の実施形態に係る撮像装置１ａと同様に、レンズ１０の位置およびチルト量を検出するための各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄと、レンズ１０をＸＹ方向に移動させるための各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄと、を同一の基板（スペーサ３０）に配置している。そのため、撮像装置１ｅの小型化および低背化が可能である。
Also in the
［第９の実施形態］
次に、第９の実施形態について説明する。第９の実施形態は、上述した第１の実施形態およびその変形例、ならびに、第２〜第９の実施形態に係る撮像装置１ａ〜１ｅの何れかを、電子機器に適用した例である。以下では、特に記載の無い限り、撮像装置１ａを適用した例として説明を行う。
[Ninth Embodiment]
Next, a ninth embodiment will be described. The ninth embodiment is an example in which any one of the above-described first embodiment and its modification, and any of the
図２５は、第９の実施形態に適用可能な電子機器としての端末装置３００の一例の構成を示すブロック図である。端末装置３００は、例えば多機能型携帯電話端末（スマートフォン）であり、撮像機能を備える。端末装置３００は、撮像機能を備え、携帯容易に構成された電子機器であればタブレット型パーソナルコンピュータなど他の電子機器を適用してもよい。
FIG. 25 is a block diagram showing the configuration of an example of a
図２５の例では、端末装置３００は、光学系３１０と、光学制御部３１１と、固体撮像素子３１２と、信号処理部３１３と、ディスプレイ３１４と、メモリ３１５と、駆動部３１６と、ジャイロ３１７と、を含む。端末装置３００は、さらに、制御部３２０と、入力デバイス３２１と、通信Ｉ／Ｆ３２２と、を含む。
In the example of FIG. 25, the
制御部３２０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)と、ＲＯＭ(Read Only Memory)およびＲＡＭ(Random Access Memory)とを含む。制御部３２０は、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従い、ＲＡＭをワークメモリとして用いて動作するＣＰＵにより、この端末装置３００の全体の動作を制御する。入力デバイス３２１は、ユーザ操作を受け付け、受け付けたユーザ操作に応じた制御信号を制御部３２０に送る。通信Ｉ／Ｆ３２２は、制御部３２０の制御に従い、所定のプロトコルに従い、例えば無線通信により外部との通信を行う。
The
光学系３１０は、上述したレンズ１０およびレンズホルダ１１に対応し、１枚または複数枚のレンズを含むレンズ群を有して構成され、被写体からの光（入射光）を固体撮像素子３１２に導き、固体撮像素子３１２の受光面に結像させる。光学制御部３１１は、光学系３１０および固体撮像素子３１２の間に配置される。光学制御部３１１は、制御部３２０の制御に従い固体撮像素子３１２への光照射期間および遮光期間を制御するシャッタ機構を含む。また、光学制御部３１１は、上述したアクチュエータ１３の一部を含む。例えば、ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄ、および、位置検出コイル３２ａ〜３２ｄは、光学制御部３１１に含まれる。
The
固体撮像素子３１２は、上述した撮像素子２０に対応し、光学系３１０および光学制御部３１１を介して撮像素子２０の受光面に結像される光に応じて、一定期間、信号電荷を蓄積する。固体撮像素子３１２に蓄積された信号電荷は、駆動部３１６から供給される駆動信号（タイミング信号）に従って転送される。
The solid-
駆動部３１６は、制御部３２０の制御に従い、固体撮像素子３１２の転送動作、および、光学制御部３１１に含まれるシャッタ機構におけるシャッタ動作を制御する駆動信号を出力して、固体撮像素子３１２およびシャッタ機構を駆動する。
Under the control of the
また、駆動部３１６は、図７を用いて説明した位置検出・制御部５０を含む。駆動部３１６は、上述したジャイロセンサ２５に対応するジャイロ３１７からの信号に応じて、光学制御部３１１に含まれる各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄを駆動して手ブレ補正機能を実現する。また、駆動部３１６は、光学制御部３１１に含まれる各位置検出コイル３２ａ〜３２ｄの出力に基づきレンズ１０（レンズホルダ１１）の位置を検出し、検出結果に基づき各ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄを駆動することもできる。なお、位置検出・制御部５０を制御部３２０に含ませてもよい。
The
信号処理部３１３は、制御部３２０の制御に従い、固体撮像素子３１２から出力された信号電荷に対してＣＤＳなど各種の信号処理を施し、当該信号電荷に応じた画像データを生成する。また、信号処理部３１３は、制御部３２０の制御に従い、信号処理を施すことにより得た画像データのディスプレイ３１４への表示、および、メモリ３１５への記憶を行うことができる。
Under the control of the
制御部３２０は、入力デバイス３２１に対するユーザ操作に応じて、メモリ３１５に記憶される画像データを、通信Ｉ／Ｆ３２２により外部に送信することができる。
The
このように構成された端末装置３００は、光学系３１０および固体撮像素子３１２として、上述した撮像装置１ａ〜１ｅを適用することで、ＡＦ動作や手ブレ補正機能による動作による光学系３１０の位置を検出することができる。ここで、ＯＩＳコイル３１ａ〜３１ｄおよび位置検出コイル３２ａ〜３２ｄが同一基板上に形成されるため、光学系３１０および光学制御部３１１の低背化が可能とされ、端末装置３００全体の小型化が可能となる。
The
なお、ここでは、本開示に係る撮像装置１ａ〜１ｅが、撮像機能を備えた、スマートフォンやタブレット型パーソナルコンピュータなどの端末装置３００に適用可能であるものとして説明した。これはこの例に限定されず、本開示に係る撮像装置１ａ〜１ｅを、ディジタルビデオカメラ、ディジタルスチルカメラに適用することができる。また、本開示に係る撮像装置１ａ〜１ｅを、監視カメラ、車載カメラなどの画像入力カメラにも適用可能である。さらに、本開示に係る撮像装置１ａ〜１ｅを、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置などの電子機器にも用いることができる。
In addition, here, the
［第１０の実施形態］
次に、第１０の実施形態として、本開示に係る、第１の実施形態およびその変形例、ならびに、第２〜第８の実施形態による撮像装置１ａ〜１ｅの適用例について説明する。図２６は、上述の第１の実施形態、ならびに、第２の実施形態およびその各変形例に係る撮像装置１ａ〜１ｅを使用する使用例を示す図である。
[Tenth Embodiment]
Next, as a 10th embodiment, the 1st embodiment and its modification concerning this indication, and the example of application of
上述した各撮像装置１ａ〜１ｅは、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、Ｘ線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
The above-described
・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置。
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置。
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、ＴＶや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置。
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置。
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置。
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置。
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置。
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置。
-A device that captures images used for viewing, such as digital cameras and mobile devices with camera functions.
・ In-vehicle sensors that photograph the front and rear of the car, the surroundings, the inside of the car, etc. for safe driving such as automatic stop and recognition of the driver's condition, surveillance cameras for monitoring traveling vehicles and roads, inter-vehicle etc. A device used for traffic, such as a distance measurement sensor for distance measurement.
A device used for home appliances such as a TV, a refrigerator, and an air conditioner in order to photograph a user's gesture and operate a device according to the gesture.
-A device used for medical care or healthcare, such as an endoscope or a device for taking an angiogram by receiving infrared light.
-Devices used for security, such as surveillance cameras for crime prevention and cameras for person authentication.
-A device used for beauty, such as a skin measuring device for photographing the skin and a microscope for photographing the scalp.
-Devices used for sports such as action cameras and wearable cameras for sports applications.
-A device used for agriculture, such as a camera for monitoring the condition of fields and crops.
［本開示に係る技術のさらなる適用例］
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ適用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
[Further Application Example of Technology According to Present Disclosure]
The technology according to the present disclosure (this technology) can be applied to various products. For example, the technology according to the present disclosure may be applied to an endoscopic surgery system.
（体内情報取得システムへの適用例）
図２７は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る、カプセル型内視鏡を用いた患者の体内情報取得システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
(Example of application to in-vivo information acquisition system)
FIG. 27 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a patient internal information acquisition system using a capsule endoscope to which the technology (the technology) according to the present disclosure can be applied.
体内情報取得システム１０００１は、カプセル型内視鏡１０１００と、外部制御装置１０２００とから構成される。
The in-vivo
カプセル型内視鏡１０１００は、検査時に、患者によって飲み込まれる。カプセル型内視鏡１０１００は、撮像機能および無線通信機能を有し、患者から自然排出されるまでの間、胃や腸等の臓器の内部を蠕動運動等によって移動しつつ、当該臓器の内部の画像（以下、体内画像ともいう）を所定の間隔で順次撮像し、その体内画像についての情報を体外の外部制御装置１０２００に順次無線送信する。
The
外部制御装置１０２００は、体内情報取得システム１０００１の動作を統括的に制御する。また、外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００から送信されてくる体内画像についての情報を受信し、受信した体内画像についての情報に基づいて、表示装置（図示しない）に当該体内画像を表示するための画像データを生成する。
The
体内情報取得システム１０００１では、このようにして、カプセル型内視鏡１０１００が飲み込まれてから排出されるまでの間、患者の体内の様子を撮像した体内画像を随時得ることができる。
In this way, the in-vivo
カプセル型内視鏡１０１００と外部制御装置１０２００の構成および機能についてより詳細に説明する。
The configurations and functions of the
カプセル型内視鏡１０１００は、カプセル型の筐体１０１０１を有し、その筐体１０１０１内には、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、給電部１０１１５、電源部１０１１６、および制御部１０１１７が収納されている。
The
光源部１０１１１は、例えばＬＥＤ(Light Emitting Diode)等の光源から構成され、撮像部１０１１２の撮像視野に対して光を照射する。
The
撮像部１０１１２は、撮像素子、および当該撮像素子の前段に設けられる複数のレンズからなる光学系から構成される。観察対象である体組織に照射された光の反射光（以下、観察光という）は、当該光学系によって集光され、当該撮像素子に入射する。撮像部１０１１２では、撮像素子において、そこに入射した観察光が光電変換され、その観察光に対応する画像信号が生成される。撮像部１０１１２によって生成された画像信号は、画像処理部１０１１３に提供される。
The
画像処理部１０１１３は、ＣＰＵやＧＰＵ(Graphics Processing Unit)等のプロセッサによって構成され、撮像部１０１１２によって生成された画像信号に対して各種の信号処理を行う。画像処理部１０１１３は、信号処理を施した画像信号を、ＲＡＷデータとして無線通信部１０１１４に提供する。
The
無線通信部１０１１４は、画像処理部１０１１３によって信号処理が施された画像信号に対して変調処理等の所定の処理を行い、その画像信号を、アンテナ１０１１４Ａを介して外部制御装置１０２００に送信する。また、無線通信部１０１１４は、外部制御装置１０２００から、カプセル型内視鏡１０１００の駆動制御に関する制御信号を、アンテナ１０１１４Ａを介して受信する。無線通信部１０１１４は、外部制御装置１０２００から受信した制御信号を制御部１０１１７に提供する。
The
給電部１０１１５は、受電用のアンテナコイル、当該アンテナコイルに発生した電流から電力を再生する電力再生回路、および昇圧回路等から構成される。給電部１０１１５では、いわゆる非接触充電の原理を用いて電力が生成される。
The
電源部１０１１６は、二次電池によって構成され、給電部１０１１５によって生成された電力を蓄電する。図２７では、図面が煩雑になることを避けるために、電源部１０１１６からの電力の供給先を示す矢印等の図示を省略しているが、電源部１０１１６に蓄電された電力は、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、および制御部１０１１７に供給され、これらの駆動に用いられ得る。
The
制御部１０１１７は、ＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、および、給電部１０１１５の駆動を、外部制御装置１０２００から送信される制御信号に従って適宜制御する。
The
外部制御装置１０２００は、ＣＰＵ、ＧＰＵ等のプロセッサ、又はプロセッサとメモリ等の記憶素子が混載されたマイクロコンピュータ若しくは制御基板等で構成される。外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００の制御部１０１１７に対して制御信号を、アンテナ１０２００Ａを介して送信することにより、カプセル型内視鏡１０１００の動作を制御する。カプセル型内視鏡１０１００では、例えば、外部制御装置１０２００からの制御信号により、光源部１０１１１における観察対象に対する光の照射条件が変更され得る。また、外部制御装置１０２００からの制御信号により、撮像条件（例えば、撮像部１０１１２におけるフレームレート、露出値等）が変更され得る。また、外部制御装置１０２００からの制御信号により、画像処理部１０１１３における処理の内容や、無線通信部１０１１４が画像信号を送信する条件（例えば、送信間隔、送信画像数等）が変更されてもよい。
The
また、外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００から送信される画像信号に対して、各種の画像処理を施し、撮像された体内画像を表示装置に表示するための画像データを生成する。当該画像処理としては、例えば現像処理（デモザイク処理）、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ノイズリダクション処理、手ブレ補正処理等）、拡大処理（電子ズーム処理）等、それぞれ単独で、あるいは、組み合わせて、各種の信号処理を行うことができる。外部制御装置１０２００は、表示装置の駆動を制御して、生成した画像データに基づいて撮像された体内画像を表示させる。あるいは、外部制御装置１０２００は、生成した画像データを記録装置（図示しない）に記録させたり、印刷装置（図示しない）に印刷出力させてもよい。
Further, the
以上、本開示に係る技術が適用され得る体内情報取得システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部１０１１２に適用され得る。具体的には、上述した各撮像装置１ａ〜１ｅにおける、レンズ１０（レンズホルダ１１）の位置およびチルト量を検出するための４つまたは２つの位置検出コイル３２と、レンズ１０（レンズホルダ１１）をＸＹ方向に移動させるための４つまたは２つのＯＩＳコイル３２と、を同一の基板（スペーサ３０）に配置した構成を、撮像部１０１１２に適用することができる。撮像部１０１１２に本開示に係る技術を適用することにより、撮像部１０１１２の小型化および低背化が可能となり、これにより、カプセル型内視鏡１０１００の小型化が可能となる。
Heretofore, an example of the in-vivo information acquisition system to which the technology according to the present disclosure can be applied has been described. The technology according to the present disclosure can be applied to, for example, the
（内視鏡手術システムへの適用例）
本開示に係る技術は、さらに、内視鏡手術システムに適用されてもよい。図２８は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
(Example of application to endoscopic surgery system)
The technology according to the present disclosure may be further applied to an endoscopic surgery system. FIG. 28 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technology according to the present disclosure (the present technology) can be applied.
図２８では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
In FIG. 28, a state in which a surgeon (doctor) 11131 is operating on a
内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
The
鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
An opening in which the objective lens is fitted is provided at the tip of the
カメラヘッド１１１０２の内部には光学系および撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：Camera Control Unit）１１２０１に送信される。
An optical system and an image pickup element are provided inside the
ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵやＧＰＵ等によって構成され、内視鏡１１１００および表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
The
表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
The
光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ(Light Emitting Diode)等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
The
入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率および焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
The
処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保および術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
The treatment
なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度および出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
Note that the
また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれおよび白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
Further, the driving of the
また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察(Narrow Band Imaging)が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光および／又は励起光を供給可能に構成され得る。
Further, the
図２９は、図２８に示すカメラヘッド１１１０２およびＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
FIG. 29 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the
カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
The
レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズおよびフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
The
撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ(Dimensional)表示に対応する右目用および左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
The
また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
Further, the
駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズおよびフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率および焦点が適宜調整され得る。
The drive unit 11403 is composed of an actuator, and moves the zoom lens and the focus lens of the
通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
The communication unit 11404 is configured by a communication device for transmitting / receiving various information to / from the
また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率および焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
Further, the communication unit 11404 receives a control signal for controlling the driving of the
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ(Auto Exposure)機能、ＡＦ(Auto Focus)機能およびＡＷＢ(Auto White Balance)機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
The image capturing conditions such as the frame rate, the exposure value, the magnification, and the focus may be appropriately designated by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of the
カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
The
通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
The communication unit 11411 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the
また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
Further, the communication unit 11411 transmits a control signal for controlling the driving of the
画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
The
制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、および、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
The control unit 11413 performs various controls regarding imaging of a surgical site or the like by the
また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
In addition, the control unit 11413 causes the
カメラヘッド１１１０２およびＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
The
ここで、図２９の例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
Here, in the example of FIG. 29, wired communication is performed using the
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、内視鏡１１１００や、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２に適用され得る。具体的には、上述した各撮像装置１ａ〜１ｅにおける、レンズ１０（レンズホルダ１１）の位置およびチルト量を検出するための４つまたは２つの位置検出コイル３２と、レンズ１０（レンズホルダ１１）をＸＹ方向に移動させるための４つまたは２つのＯＩＳコイル３２と、を同一の基板（スペーサ３０）に配置した構成を、撮像部１０４０２に適用することができる。撮像部１０４０２に本開示に係る技術を適用することにより、撮像部１０４０２の小型化および低背化が可能となる。
The example of the endoscopic surgery system to which the technology according to the present disclosure can be applied has been described above. The technology according to the present disclosure can be applied to, for example, the
なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。 Although the endoscopic surgery system has been described here as an example, the technique according to the present disclosure may be applied to, for example, a microscopic surgery system or the like.
（移動体への適用例）
本開示に係る技術は、さらに、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボットといった各種の移動体に搭載される装置に対して適用されてもよい。
(Example of application to mobile units)
The technology according to the present disclosure may be applied to devices mounted on various moving bodies such as automobiles, electric vehicles, hybrid electric vehicles, motorcycles, bicycles, personal mobility, airplanes, drones, ships, and robots. Good.
図３０は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。 FIG. 30 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system that is an example of a mobile body control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図３０に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、および統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、および車載ネットワークＩ／Ｆ（インタフェース）１２０５３が図示されている。
The
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、および、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
The drive
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
The body
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット１２０３０は、例えば、受信した画像に対して画像処理を施し、画像処理の結果に基づき物体検出処理や距離検出処理を行う。
The vehicle exterior
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
The
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
The in-vehicle
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ(Advanced Driver Assistance System)の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
The
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
Further, the
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
Further, the
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声および画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図３０の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２およびインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイおよびヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
The audio /
図３１は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。図３１では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４および１２１０５を有する。
FIG. 31 is a diagram showing an example of the installation position of the
撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４および１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドアおよび車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１および車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２、１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１および１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
The
なお、図３１には、撮像部１２１０１〜１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２および１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２および１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１〜１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
Note that FIG. 31 illustrates an example of the shooting range of the
撮像部１２１０１〜１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１〜１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
At least one of the
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１〜１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１〜１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
For example, the
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１〜１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
For example, the
撮像部１２１０１〜１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１〜１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１〜１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１〜１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
At least one of the
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、上述した各撮像装置１ａ〜１ｅにおける、レンズ１０（レンズホルダ１１）の位置およびチルト量を検出するための４つまたは２つの位置検出コイル３２と、レンズ１０（レンズホルダ１１）をＸＹ方向に移動させるための４つまたは２つのＯＩＳコイル３２と、を同一の基板（スペーサ３０）に配置した構成を、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、撮像部１２０３１の小型化および低背化が可能となる。
The example of the vehicle control system to which the technology according to the present disclosure can be applied has been described above. The technology according to the present disclosure can be applied to, for example, the
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。 It should be noted that the effects described in the present specification are merely examples and are not limited, and may have other effects.
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
被写体からの光を集光するレンズを、第１の磁界に応じて、該光の光軸方向に移動させると共に、該レンズと共に移動する第１のコイルと、
前記レンズを第２の磁界に応じて前記光軸に対して垂直の方向に移動させるための第２のコイルと、
前記第１の磁界を検出するための第３のコイルと、
を備え、
前記第２のコイルと前記第３のコイルとが同一の基板に配置される
撮像装置。
（２）
４つの前記第３のコイルが、前記基板上における前記レンズに対応する領域を含む矩形領域の４辺に対応してそれぞれ配置され、
４つの前記第３のコイルのうち前記矩形領域の対向する２辺に対応して配置される２つの前記第３のコイルは、それぞれの中心が、該矩形領域の中心に対して点対称であり、且つ、該２辺の中心を結ぶ線と一致しない位置に配置される
前記（１）に記載の撮像装置。
（３）
前記第２のコイルおよび前記第３のコイルは、前記基板に対する印刷により形成される
前記（１）または（２）に記載の撮像装置。
（４）
４つの前記第３のコイルの出力に基づき前記レンズの位置の検出を行う位置検出回路をさらに備え、
前記位置検出回路は、
前記レンズの前記光軸方向の位置および前記光軸に対して垂直の方向の位置と、前記レンズのチルト角と、の検出を行う
前記（１）乃至（３）の何れかに記載の撮像装置。
（５）
前記位置検出回路は、
４つの前記第３のコイルの各出力が所定の条件を満たしている場合に、該各出力に基づき前記チルト角の検出を行う
前記（４）に記載の撮像装置。
（６）
前記位置検出回路は、
４つの前記第３のコイルの各出力の積算値に基づき前記光軸方向の位置の検出を行う
前記（４）に記載の撮像装置。
（７）
前記位置検出回路は、
４つの前記第３のコイルの出力と、前記チルト角の検出結果と、に基づき前記光軸に対して垂直の方向の位置の検出を行う
前記（４）に記載の撮像装置。
（８）
前記位置検出回路は、
一定の周期で前記検出を行う
前記（４）に記載の撮像装置。
（９）
前記位置検出回路は、
当該撮像装置における振動の検知に応じて前記検出を行う
前記（４）に記載の撮像装置。
（１０）
２つの前記第３のコイルが、前記基板における前記レンズに対応する領域を含む矩形領域の４辺のうち交わる２辺に対応してそれぞれ配置される
前記（１）に記載の撮像装置。
（１１）
被写体からの光を集光するレンズを、磁界に応じて該光の光軸に対して垂直の方向に移動させるための第２のコイルと、
前記磁界を検出するための第３のコイルと、
を備え、
前記第２のコイルと前記第３のコイルとが同一の基板に配置される
撮像装置。
（１２）
４つの前記第３のコイルが、前記基板上における前記レンズに対応する領域を含む矩形領域の４辺に対応してそれぞれ配置され、
４つの前記第３のコイルのうち前記矩形領域の対向する２辺に対応して配置される２つの前記第３のコイルは、それぞれの中心が、該矩形領域の中心に対して点対称、且つ、該２辺の中心を結ぶ線と一致しない位置に配置される
前記（１１）に記載の撮像装置。
（１３）
前記第２のコイルおよび前記第３のコイルは、前記基板に対する印刷により形成される
前記（１１）または（１２）に記載の撮像装置。
（１４）
４つの前記第３のコイルの出力に基づき前記レンズの位置の検出を行う位置検出回路をさらに備え、
前記位置検出回路は、
一定の周期で前記検出を行う
前記（１１）乃至（１３）の何れかに記載の撮像装置。
（１５）
４つの前記第３のコイルの出力に基づき前記レンズの位置の検出を行う位置検出回路をさらに備え、
前記位置検出回路は、
当該撮像装置における振動の検知に応じて前記検出を行う
前記（１１）乃至（１３）の何れかに記載の撮像装置。
Note that the present technology may also be configured as below.
(1)
A first coil that moves a lens that collects light from a subject in the optical axis direction of the light according to the first magnetic field and that moves together with the lens;
A second coil for moving the lens in a direction perpendicular to the optical axis according to a second magnetic field;
A third coil for detecting the first magnetic field;
Equipped with
An imaging device in which the second coil and the third coil are arranged on the same substrate.
(2)
The four third coils are arranged corresponding to four sides of a rectangular region including a region corresponding to the lens on the substrate,
Of the four third coils, two centers of the two third coils arranged corresponding to two opposite sides of the rectangular area have respective centers symmetrical with respect to the center of the rectangular area. The imaging device according to (1), wherein the imaging device is arranged at a position that does not coincide with a line connecting the centers of the two sides.
(3)
The imaging device according to (1) or (2), wherein the second coil and the third coil are formed by printing on the substrate.
(4)
Further comprising a position detection circuit that detects the position of the lens based on the outputs of the four third coils,
The position detection circuit,
The imaging device according to any one of (1) to (3), which detects a position of the lens in the optical axis direction, a position of a direction perpendicular to the optical axis, and a tilt angle of the lens. ..
(5)
The position detection circuit,
The imaging device according to (4), wherein when each output of the four third coils satisfies a predetermined condition, the tilt angle is detected based on each output.
(6)
The position detection circuit,
The imaging device according to (4), wherein the position in the optical axis direction is detected based on the integrated value of the outputs of the four third coils.
(7)
The position detection circuit,
The imaging device according to (4), which detects a position in a direction perpendicular to the optical axis based on outputs of the four third coils and a detection result of the tilt angle.
(8)
The position detection circuit,
The imaging device according to (4), wherein the detection is performed at a constant cycle.
(9)
The position detection circuit,
The imaging device according to (4), wherein the detection is performed according to detection of vibration in the imaging device.
(10)
The image pickup device according to (1), wherein the two third coils are arranged corresponding to two intersecting sides of a four-sided rectangular region including a region corresponding to the lens on the substrate.
(11)
A second coil for moving a lens that collects light from the subject in a direction perpendicular to the optical axis of the light according to a magnetic field;
A third coil for detecting the magnetic field;
Equipped with
An imaging device in which the second coil and the third coil are arranged on the same substrate.
(12)
The four third coils are arranged corresponding to four sides of a rectangular region including a region corresponding to the lens on the substrate,
Of the four third coils, the two third coils arranged corresponding to the two opposite sides of the rectangular region have their respective centers symmetrical with respect to the center of the rectangular region, and The imaging device according to (11), which is arranged at a position that does not coincide with a line connecting the centers of the two sides.
(13)
The imaging device according to (11) or (12), wherein the second coil and the third coil are formed by printing on the substrate.
(14)
A position detection circuit for detecting the position of the lens based on the outputs of the four third coils;
The position detection circuit,
The imaging device according to any one of (11) to (13), wherein the detection is performed at a constant cycle.
(15)
A position detection circuit for detecting the position of the lens based on the outputs of the four third coils;
The position detection circuit,
The imaging device according to any one of (11) to (13), wherein the detection is performed according to detection of vibration in the imaging device.
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ 撮像装置
１０ レンズ
１１ レンズホルダ
１２ ＡＦコイル
１３ アクチュエータ
１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ マグネット
２０ 撮像素子
２５ ジャイロセンサ
３０ スペーサ
３０ａ 第１のスペーサ基板
３０ｂ 第２のスペーサ基板
３１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ ＯＩＳコイル
３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ 位置検出コイル
５０ 位置検出・制御部
５３ ＡＦ・ＯＩＳ制御部
１３０ ＯＩＳホルダ
３００ 端末装置
1a, 1b, 1c, 1d, 1e
Claims (10)
前記レンズを第２の磁界に応じて前記光軸に対して垂直の方向に移動させるための第２のコイルと、
前記第１の磁界を検出するための第３のコイルと、
を備え、
前記第２のコイルと前記第３のコイルとが同一の基板に配置される
撮像装置。 A first coil that moves a lens that collects light from a subject in the optical axis direction of the light according to the first magnetic field and that moves together with the lens;
A second coil for moving the lens in a direction perpendicular to the optical axis according to a second magnetic field;
A third coil for detecting the first magnetic field;
Equipped with
An imaging device in which the second coil and the third coil are arranged on the same substrate.
４つの前記第３のコイルのうち前記矩形領域の対向する２辺に対応して配置される２つの前記第３のコイルは、それぞれの中心が、該矩形領域の中心に対して点対称であり、且つ、該２辺の中心を結ぶ線と一致しない位置に配置される
請求項１に記載の撮像装置。 The four third coils are arranged corresponding to four sides of a rectangular region including a region corresponding to the lens on the substrate,
Of the four third coils, two centers of the two third coils arranged corresponding to two opposite sides of the rectangular area have respective centers symmetrical with respect to the center of the rectangular area. The imaging device according to claim 1, wherein the imaging device is arranged at a position that does not coincide with a line connecting the centers of the two sides.
請求項１に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 1, wherein the second coil and the third coil are formed by printing on the substrate.
前記位置検出回路は、
前記レンズの前記光軸方向の位置および前記光軸に対して垂直の方向の位置と、前記レンズのチルト角と、の検出を行う
請求項１に記載の撮像装置。 Further comprising a position detection circuit that detects the position of the lens based on the outputs of the four third coils,
The position detection circuit,
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein a position of the lens in the optical axis direction and a position of a direction perpendicular to the optical axis, and a tilt angle of the lens are detected.
４つの前記第３のコイルの各出力が所定の条件を満たしている場合に、該各出力に基づき前記チルト角の検出を行う
請求項４に記載の撮像装置。 The position detection circuit,
The imaging device according to claim 4, wherein when each output of the four third coils satisfies a predetermined condition, the tilt angle is detected based on each output.
４つの前記第３のコイルの各出力の積算値に基づき前記光軸方向の位置の検出を行う
請求項４に記載の撮像装置。 The position detection circuit,
The imaging device according to claim 4, wherein the position in the optical axis direction is detected based on an integrated value of the outputs of the four third coils.
４つの前記第３のコイルの出力と、前記チルト角の検出結果と、に基づき前記光軸に対して垂直の方向の位置の検出を行う
請求項４に記載の撮像装置。 The position detection circuit,
The image pickup apparatus according to claim 4, wherein a position in a direction perpendicular to the optical axis is detected based on outputs of the four third coils and a detection result of the tilt angle.
一定の周期で前記検出を行う
請求項４に記載の撮像装置。 The position detection circuit,
The imaging device according to claim 4, wherein the detection is performed at a constant cycle.
当該撮像装置における振動の検知に応じて前記検出を行う
請求項４に記載の撮像装置。 The position detection circuit,
The image pickup apparatus according to claim 4, wherein the detection is performed in response to detection of vibration in the image pickup apparatus.
請求項１に記載の撮像装置。 The image pickup device according to claim 1, wherein the two third coils are arranged corresponding to two intersecting sides of four sides of a rectangular region including a region corresponding to the lens on the substrate.
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